Zookeeper用作注冊中心的原理


RPC框架中有3個重要的角色:

  1. 注冊中心 :保存所有服務的名字,服務提供者的IP列表,服務消費者的IP列表;
  2. 服務提供者: 提供跨進程服務;
  3. 服務消費者: 尋找到指定命名的服務並消費。

一:Zookeeper用作注冊中心

  簡單來講,zookeeper可以充當一個服務注冊表(Service Registry),讓多個服務提供者形成一個集群,讓服務消費者通過服務注冊表獲取具體的服務訪問地址(ip+端口)去訪問具體的服務提供者。如下圖所示:

 

  具體來說,zookeeper就是個分布式文件系統,每當一個服務提供者部署后都要將自己的服務注冊到zookeeper的某一路徑上: /{service}/{version}/{ip:port}, 比如我們的HelloWorldService部署到兩台機器,那么zookeeper上就會創建兩條目錄:分別為/HelloWorldService/1.0.0/100.19.20.01:16888 /HelloWorldService/1.0.0/100.19.20.02:16888。這么描述有點不好理解,下圖更直觀,

 

  在zookeeper中,進行服務注冊,實際上就是在zookeeper中創建了一個znode節點,該節點存儲了該服務的IP、端口、調用方式(協議、序列化方式)等。該節點承擔着最重要的職責,它由服務提供者(發布服務時)創建,以供服務消費者獲取節點中的信息,從而定位到服務提供者真正網絡拓撲位置以及得知如何調用。RPC服務注冊、發現過程簡述如下:

  1. 服務提供者啟動時,會將其服務名稱,ip地址注冊到注冊中心。
  2. 服務消費者在第一次調用服務時,會通過注冊中心找到相應的服務的IP地址列表,並緩存到本地,以供后續使用。當消費者調用服務時,不會再去請求注冊中心,而是直接通過負載均衡算法從IP列表中取一個服務提供者的服務器調用服務。
  3. 當服務提供者的某台服務器宕機或下線時,相應的ip會從服務提供者IP列表中移除。同時,注冊中心會將新的服務IP地址列表發送給服務消費者機器,緩存在消費者本機。
  4. 當某個服務的所有服務器都下線了,那么這個服務也就下線了。
  5. 同樣,當服務提供者的某台服務器上線時,注冊中心會將新的服務IP地址列表發送給服務消費者機器,緩存在消費者本機。
  6. 服務提供方可以根據服務消費者的數量來作為服務下線的依據。

二:感知服務的下線&上線

  zookeeper提供了“心跳檢測”功能,它會定時向各個服務提供者發送一個請求(實際上建立的是一個 socket 長連接),如果長期沒有響應,服務中心就認為該服務提供者已經“掛了”,並將其剔除,比如100.19.20.02這台機器如果宕機了,那么zookeeper上的路徑就會只剩/HelloWorldService/1.0.0/100.19.20.01:16888。

  服務消費者會去監聽相應路徑(/HelloWorldService/1.0.0),一旦路徑上的數據有任務變化(增加或減少),zookeeper都會通知服務消費方服務提供者地址列表已經發生改變,從而進行更新。

  更為重要的是zookeeper 與生俱來的容錯容災能力(比如leader選舉),可以確保服務注冊表的高可用性。

  使用 zookeeper 作為注冊中心時,客戶端訂閱服務時會向 zookeeper 注冊自身;主要是方便對調用方進行統計、管理。但訂閱時是否注冊 client 不是必要行為,和不同的注冊中心實現有關,例如使用 consul 時便沒有注冊。


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