分布式助手Zookeeper（五）

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散仙在上篇文章分享了关于使用zookeeper来完成配置同步的功能，那么本篇，散仙依旧是模拟实现一个基于zookeeper怎么解决单点故障的案例。
单点故障问题，在分布式系统中是一个很有可能发生的场景，比如说在Hadoop2.x之前的HDFS的NameNode和MapReduce的JobTracker的单点故障，当然这个问题已经在Hadoop2.x中得到解决，解决的方式，大部分是基于Zookeeper来实现的。另外一个例子，在Hbase中的Hmaster的单点问题，也是使用Zookeeper解决的。
下面，我们先来看下，简单的实现图：


总结流程如下：

序号	描述
1	创捷父节点类型为Persistent
2	创捷子节点类型为ephemeral + sequential
3	客户端启动时创建子节点
4	序列号最小的子节点选为master，其他子节点都是slave
5	每个slave侦听序列号比它小的子节点中最大的子节点的NodeDeleted事件
6	一旦NodeDeleted事件被触发，该slave客户端会重新选定侦听对象，如果不存在可侦听对象，该slave自动晋升成master

代码，如下：
package com.automicswitch;
import java.nio.charset.Charset;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Collections;
import java.util.Date;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
import com.util.ConnectionWatcher;
/**
* 模拟Zookeeper实现单点故障
* 自动切换
* @author  秦东亮
*
* ***/
public class Slave  implements  Watcher{
/**
* zk实例
* **/
public ZooKeeper zk;
/**
*  同步工具
*
* **/
private CountDownLatch count=new CountDownLatch(1);
private static final Charset CHARSET=StandardCharsets.UTF_8;
public Slave() {
// TODO Auto-generated constructor stub
}
/**
* hosts，
* zookeeper的访问地址
*
* **/
public Slave(String hosts) {
try{
zk=new ZooKeeper(hosts, 7000, new Watcher() {
@Override
public void process(WatchedEvent event) {
// TODO Auto-generated method stub
if(event.getState()==Event.KeeperState.SyncConnected){
count.countDown();
}
}
});
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}
/***
*
* 此方法是写入数据
* 如果不存在此节点
* 就会新建，已存在就是
* 更新
*
* **/
public void write(String path,String value)throws Exception{
Stat stat=zk.exists(path, false);
if(stat==null){
zk.create(path, value.getBytes(CHARSET), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
}else{
zk.setData(path, value.getBytes(CHARSET), -1);
}
}
public String read(String path,Watcher watch)throws Exception{
byte[] data=zk.getData(path, watch, null);

return new String(data,CHARSET);
}
SimpleDateFormat f=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
public void automicSwitch()throws Exception{
System.out.println("Master故障，Slave自动切换.......,  时间  "+f.format(new Date()));
}
public void startMaster(){
System.out.println("A的Master 启动了........");
}
public void createPersist()throws Exception{
zk.create("/a", "主节点".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
System.out.println("创建主节点成功........");

}
public void createTemp()throws Exception{
zk.create("/a/b", "a".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
System.out.println("a创建子节点成功...........");
}
public void check()throws Exception{
List<String> list=zk.getChildren("/a", null);
Collections.sort(list);
if(list.isEmpty()){
System.out.println("此父路径下面没有节点");
}else{
String start=list.get(0);
String data=new String(zk.getData("/a/"+start, false,null));
if(data.equals("a")){//等于本身就启动作为Master
if(list.size()==1){
startMaster();//作为Master启动
}else{
automicSwitch();
}
}else{
//非当前节点
for(int i=0;i<list.size();i++){
//获取那个节点存的此客户端的模拟IP
String temp=new String(zk.getData("/a/"+list.get(i), false, null));
if(temp.equals("a")){
//因为前面作为首位判断，所以这个出现的位置不可能是首位
//需要监听小节点里面的最大的一个节点
String watchPath=list.get(i-1);
System.out.println("a监听的是:  "+watchPath);
zk.exists("/a/"+watchPath, this);//监听此节点的详细情况
break;//结束循环
}
}
}

}
}
public void close()throws Exception{
zk.close();
}
@Override
public void process(WatchedEvent event) {
if(event.getType()==Event.EventType.NodeDeleted){
//如果发现，监听的节点，挂掉了，那么就重新，进行监听
try{
System.out.println("注意有节点挂掉，重新调整监听策略........");
check();
}catch(Exception e){
e.printStackTrace();
}
}

}

public static void main(String[] args)throws Exception {
Slave s=new Slave("10.2.143.5:2181");
//s.createPersist();//创建主节点
s.createTemp();
s.check();
Thread.sleep(Long.MAX_VALUE);
s.close();
}

}


散仙起了，3个客户端，作为模拟Slave，本机上的一个eclipse，一个Myeclipse，和服务器上的一个Myeclipse来实现，模拟单点故障，自动切换的功能。
初始状态截图如下：


散仙停掉，2的监听后发生的变化，如下：


最后，散仙停掉A节点的Master，模拟Master宕机。



到此，散仙已经模拟实现了主从单点故障的自动切换，使用Zookeeper可以非常简单可靠的来完成这个功能，当然，我们在这里只是模拟的简单实现，真正的单点问题的实现，肯定要比散仙的这个要复杂的多，在这里只是提供给大家一个解决的思路。
  
             最后，感谢各位道友能够坚持看完，文章若有不足之处，欢迎指正交流！