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Zookeeper API 基本操作

Zookeeper 是一个分布式协调服务，广泛用于分布式系统中的配置管理、命名服务、分布式锁等场景。Zookeeper 提供了一套简单的 API，允许开发者通过编程方式与 Zookeeper 集群进行交互。本文将介绍 Zookeeper API 的基本操作，帮助初学者快速上手。

1. Zookeeper API 简介​

Zookeeper API 提供了一系列方法，用于在 Zookeeper 集群中创建、读取、更新和删除节点（ZNode）。每个节点可以存储数据，并且可以设置访问权限。Zookeeper 的节点结构类似于文件系统的目录树，节点路径以 / 分隔。

2. 基本操作​

2.1 创建节点​

在 Zookeeper 中，可以使用 create 方法创建一个新的节点。创建节点时需要指定节点的路径、数据、访问权限和节点类型。

java
// 创建节点
String path = "/myNode";
byte[] data = "Hello Zookeeper".getBytes();
List<ACL> acl = ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE;
CreateMode createMode = CreateMode.PERSISTENT;

String createdPath = zk.create(path, data, acl, createMode);
System.out.println("Node created at: " + createdPath);

输入：

  • path: 节点路径，例如 /myNode
  • data: 节点数据，例如 "Hello Zookeeper"
  • acl: 访问控制列表，例如 ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE
  • createMode: 节点类型，例如 CreateMode.PERSISTENT

输出：

  • createdPath: 创建的节点路径，例如 /myNode

2.2 读取节点​

使用 getData 方法可以读取节点的数据。

java
// 读取节点数据
Stat stat = new Stat();
byte[] data = zk.getData(path, false, stat);
System.out.println("Node data: " + new String(data));

输入：

  • path: 节点路径，例如 /myNode
  • watch: 是否监听节点变化，例如 false
  • stat: 节点状态信息

输出：

  • data: 节点数据，例如 "Hello Zookeeper"

2.3 更新节点​

使用 setData 方法可以更新节点的数据。

java
// 更新节点数据
byte[] newData = "Updated data".getBytes();
zk.setData(path, newData, stat.getVersion());
System.out.println("Node data updated");

输入：

  • path: 节点路径，例如 /myNode
  • data: 新的节点数据，例如 "Updated data"
  • version: 节点版本号，例如 stat.getVersion()

输出：

  • 无返回值，节点数据被更新

2.4 删除节点​

使用 delete 方法可以删除节点。

java
// 删除节点
zk.delete(path, stat.getVersion());
System.out.println("Node deleted");

输入：

  • path: 节点路径，例如 /myNode
  • version: 节点版本号，例如 stat.getVersion()

输出：

  • 无返回值，节点被删除

3. 实际案例​

3.1 分布式锁​

Zookeeper 可以用于实现分布式锁。通过创建一个临时顺序节点，客户端可以竞争锁。只有创建了最小序号的节点的客户端才能获得锁。

java
// 创建临时顺序节点
String lockPath = zk.create("/locks/lock-", null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);

// 获取所有锁节点
List<String> children = zk.getChildren("/locks", false);
Collections.sort(children);

// 检查是否获得锁
if (lockPath.endsWith(children.get(0))) {
    System.out.println("Lock acquired");
} else {
    System.out.println("Waiting for lock");
}

输入：

  • path: 锁节点路径，例如 /locks/lock-
  • data: 节点数据，例如 null
  • acl: 访问控制列表，例如 ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE
  • createMode: 节点类型，例如 CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL

输出：

  • lockPath: 创建的锁节点路径，例如 /locks/lock-0000000001
  • children: 所有锁节点列表，例如 ["lock-0000000001", "lock-0000000002"]

4. 总结​

本文介绍了 Zookeeper API 的基本操作，包括创建节点、读取节点、更新节点和删除节点。通过实际案例，展示了 Zookeeper 在分布式锁中的应用。掌握这些基本操作是使用 Zookeeper 进行分布式系统开发的基础。

5. 附加资源​

6. 练习​

  1. 尝试使用 Zookeeper API 创建一个临时节点，并观察节点的生命周期。
  2. 实现一个简单的分布式锁，并测试多个客户端同时竞争锁的场景。