此文知識來自于：《從Paxos到Zookeeper分布式一致性原理與實踐》第六章

1. 數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱（配置中心）
2. 負載均衡（DNS解析）
3. 命名服務（順序節(jié)點特性）
4. 分布式協(xié)調/通知（Watcher機制）

1.1 數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱

數(shù)據(jù)發(fā)布/訂閱（Pulish/Subscribe）系統(tǒng)，即所謂的配置中心，顧名思義就是發(fā)布者將數(shù)據(jù)發(fā)布到ZooKeeper的一個或一系列節(jié)點上，供訂閱者進行數(shù)據(jù)訂閱，
進而達到動態(tài)獲取數(shù)據(jù)的目的，實現(xiàn)配置信息的集中式管理和數(shù)據(jù)的動態(tài)更新。

發(fā)布/訂閱系統(tǒng)一般有兩種設計模式，分別是推（Push）模式和拉（Pull）模式。在推模式中，服務端主動將數(shù)據(jù)更新發(fā)送給所有訂閱的客戶端；而拉模式則是由
客戶端主動發(fā)起請求獲取最新數(shù)據(jù)，通?？蛻舳硕疾捎枚〞r進行輪詢拉取的方式。ZooKeeper采用的是推拉結合的方式：客戶端向服務端注冊自己需要關注的
節(jié)點，一旦該節(jié)點的數(shù)據(jù)發(fā)生變更，那么服務端就會向相應的客戶端發(fā)送Watcher事件通知，客戶端接收到這個消息通知之后，需要主動到服務端獲取最新的數(shù)據(jù)。

如果將配置信息存放到ZooKeeper上進行集中管理，那么通常情況下，應用在啟動的時候都會主動到ZooKeeper服務端上進行一次配置信息的獲取，同時，
在指定節(jié)點上注冊一個Watcher監(jiān)聽，這樣一來，但凡配置信息發(fā)生變更，服務端都會實時通知到所有訂閱的客戶端，從而達到實時獲取最新配置信息的目的。

實例：在我們平常的應用系統(tǒng)開發(fā)中，經(jīng)常會碰到這樣的需求：系統(tǒng)中需要使用一些通用的配置信息，例如機器列表信息、運行時的開關配置、數(shù)據(jù)庫配置信息等。
這些全局配置信息通暢具備以下3個特性：

• 數(shù)據(jù)量通常比較小。
• 數(shù)據(jù)內容在運行時會發(fā)生動態(tài)變化。
• 集群中各機器共享，配置一致。

對于這類配置信息，一般的做法通?？梢赃x擇將其存儲在本地配置文件或是內存變量中。本地配置可以采用JMX方式來實時對系統(tǒng)運行時內存變量的更新。

但是一旦機器規(guī)模變大，且配置信息變更頻繁后，就需要尋找一種更為分布式化的解決方案。

下面以“數(shù)據(jù)庫切換”的應用場景展開，看看如何使用ZooKeeper實現(xiàn)配置管理。

1.1.1 配置存儲

進行配置之前，首先初始化配置存儲到ZooKeeper上去，例如/app1/databse_config/（以下簡稱“配置節(jié)點”），寫入數(shù)據(jù)節(jié)點中：

dbcp.driverClassName=com.mysql.jdbc.Driver
dbcp.dbJDBCUrl=jdbc:mysql://localhost:3306/taokeeper
dbcp.characterEncoding=GBK
dbcp.username=admin
dbcp.password=root
dbcp.maxActive=30
dbcp.maxIdle=10
dbcp.maxWait=10000

1.1.2 配置獲取

集群中每臺機器在啟動初始化階段，首先會從上面提到的ZooKeeper配置節(jié)點上讀取數(shù)據(jù)庫信息，同時，客戶端還需要在該配置節(jié)點上注冊一個數(shù)據(jù)變更的
Water監(jiān)聽，一旦發(fā)生節(jié)點數(shù)據(jù)變更，所有訂閱的客戶端都能夠獲取到數(shù)據(jù)變更通知。

1.1.3 配置變更

在系統(tǒng)運行過程中，可能會出現(xiàn)需要機型數(shù)據(jù)庫切換的情況，借助ZooKeeper的Watcher機制，幫我們將數(shù)據(jù)變更的通知發(fā)送到各個客戶端，每個客戶端在
接收到這個變更通知后，就可以重新進行最新數(shù)據(jù)的獲取。

1.2 負載均衡

根據(jù)維基百科上的定義，負載均衡（Load Balance）是一種相當常見的計算機網(wǎng)絡技術，用來對多個計算機（計算機集群）、網(wǎng)絡連接、CPU、磁盤驅動器或是
其它資源進行分配負載，以達到優(yōu)化資源使用、最大化吞吐率、最小化響應時間和避免過載的目的。通常負載均衡可以分為硬件和軟件負載均衡兩種，本節(jié)
主要探討的是ZooKeeper在“軟”負載均衡中的應用場景。

在分布式系統(tǒng)中，負載均衡更是一種普遍的技術，基本上每一個分布式系統(tǒng)都需要使用負載均衡。在本書第一章講解分布式系統(tǒng)特征的時候，我們提到，分布式系統(tǒng)具有
對等性，為了保證系統(tǒng)的高可用性，通常采用副本的方式來對數(shù)據(jù)和服務進行部署。而對于消費者而言，則需要在這些對等的服務提供方中選擇一個來執(zhí)行相關的業(yè)務
邏輯，其中比較典型的就是DNS服務。在本節(jié)中，我們將詳細介紹如何使用ZooKeeper來解決負載均衡問題（請看深入分析Java_Web技術的第一章）。

1.2.1 一種動態(tài)的DNS服務

DNS是域名系統(tǒng)（Domain Name System）的縮寫。DNS系統(tǒng)可以看作是一個超大規(guī)模的分布式映射表，用于將域名和IP地址進行一一映射，進而方便人們
通過域名來訪問互聯(lián)網(wǎng)站點。

通常情況下，我們可以向域名注冊服務商申請域名注冊，但是這種方式最大的缺陷在于只能注冊有限的域名：

日常開發(fā)過程中，經(jīng)常會碰到這樣的情況，在一個Company1公司內部，需要給一個App1應用的服務器集群機器配置一個域名解析。相信有過一線開發(fā)
經(jīng)驗的讀者一定知道，這個時候通常需要由類似于app1.company1.com的一個域名，其對應的就是一個服務器地址。如果系統(tǒng)數(shù)量不多，那么通過
這種傳統(tǒng)的DNS配置方式還可以應付，但是，一旦公司規(guī)模變大，各類應用層出不窮，那么就很難再通過這種方式來進行統(tǒng)一的管理了。

因此，在實際開發(fā)中，往往使用本地HOST綁定來實現(xiàn)域名解析的工作。具體如何進行本地HOST綁定，因為不是本書的重點，并且互聯(lián)網(wǎng)上有大量額資料，
因此這里不再多說明。使用本地HOST綁定的方法，可以很容易解決域名緊張的問題，基本上每一個系統(tǒng)都可以自行確定系統(tǒng)的域名與目標IO地址。大大提高了
開發(fā)調試效率。（就是修改HOST文件，讓域名與IP直接映射，減去解析時間）然而，這種看上去完美的方案，也有其致命的缺陷：

當應用的機器規(guī)模在一定范圍內，并且域名的變更不是特別頻繁時，本地HOST綁定是非常高效且簡單的方式。然而一旦機器規(guī)模變大后，就常常
會碰到這樣的情況：我們在應用上線的時候，需要在應用的每臺機器上去綁定域名，但是在機器規(guī)模相當龐大的情況下，這種做法就相當不方便。
另外，如果想要臨時更新域名，還需要到每個機器上去逐個進行變更，更消耗大量時間，因此完全無法保證實時性。

現(xiàn)在，我們來介紹一種基于ZoKeeper實現(xiàn)的動態(tài)DNS方案（簡稱“DDNS”，Dynamic DNS）。

1.2.2 域名配置

首先需要在ZooKeeper上創(chuàng)建一個節(jié)點來進行域名配置。

192.168.0.1:8080, 192.168.0.2:8080

1.2.3 域名解析

在傳統(tǒng)的DNS解析中，我們都不需要關系域名的解析過程，所有這些工作都交給了操作系統(tǒng)的域名和IP地址映射機制（本地HOST綁定）或是專門的域名解析
服務器（由域名注冊服務商提供）。因此，在這點上，DDNS方案和傳統(tǒng)的域名解析有很大的區(qū)別————在DDNS中，域名的解析過程都是由每一個應用自己負責的。
通常應用都會首先從域名節(jié)點中獲取一份IP地址和端口的配置，進行自行解析。同時，每個應用還會在域名節(jié)點上注冊一個數(shù)據(jù)變更Watcher監(jiān)聽，以便及時
收到域名變更的通知。

1.2.4 域名變更

在運行過程中，難免會碰上域名對應的IP地址或是端口變更，這個時候就需要進行域名變更操作。在DDNS中，我們只需要對指定的域名節(jié)點進行更新操作，
ZooKeeper就會向訂閱的客戶端發(fā)送這個事件通知，應用在接收到這個事件通知后，就會再次進行域名配置的獲取。

上面我們介紹了如何使用ZooKeeper來實現(xiàn)一種動態(tài)的DNS系統(tǒng)。通過ZooKeeper來實現(xiàn)動態(tài)DNS服務，一方面，可以避免域名數(shù)量無限增長帶來的集中式維護
的成本；另一方面，在域名變更的情況下，也能夠避免因逐臺機器更新本地HOST而帶來的繁瑣工作。

1.2.5 自動化的DNS服務

根據(jù)上面的講解，相信讀者基本上已經(jīng)能夠使用ZooKeeper來實現(xiàn)一個動態(tài)的DNS服務了。但是我們仔細看一下上面的實現(xiàn)就會發(fā)現(xiàn)，在域名變更環(huán)節(jié)中，當
域名對應的I地址發(fā)生變更的時候，我們還是需要人為地介入去修改域名節(jié)點上的IP地址和端口。接下來我們看看下面這種使用ZooKeeper實現(xiàn)的更為自動化
的DNS服務。自動化的DNS服務系統(tǒng)主要是為了實現(xiàn)服務的自動化定位。

• Register Cluster：負責域名的動態(tài)注冊。
• Dispatcher Cluster：負責域名解析。
• Scanner Cluster：負責檢測以及維護服務狀態(tài)（探測服務的可用性、屏蔽異常服務節(jié)點等）。
• SDK：提供各種語言的系統(tǒng)接入?yún)f(xié)議，提供服務注冊以及查詢接口。
• Monitor：負責收集服務信息以及對DDNS自身狀態(tài)的監(jiān)控。
• Controller：后臺管理的Console，負責授權管理、流量控制、靜態(tài)配置服務和手動屏蔽服務等功能，運維人員在上面管理Register、Dispatcher和Scanner等Cluster。

整個系統(tǒng)的核心當然是ZooKeeper集群，負責數(shù)據(jù)的存儲以及一系列分布式協(xié)調。下面我們再來詳細地看下整個系統(tǒng)是如何運行的。在這個架構模型中，我們
將那些目標IP地址和端口抽象為服務的提供者，而那些需要使用域名解析的客戶端則被抽象成服務的消費者。

.1 域名注冊

1. 服務提供者通過SDK提供的API接口，將域名、IP地址和端口發(fā)送給Register Cluster。例如，A機器用于提供serverA.xxx.com，于是它就向Register
   發(fā)送一個“域名->IP:PORT”的映射：“serverA.xxx.com->192.168.0.1:8080”。
2. Register獲取到域名、IP地址和端口配置后，根據(jù)域名將信息寫入相對應的ZooKeeper域名節(jié)點中。

.2 域名解析

域名解析是針對服務消費者來說的，正好和域名注冊過程相反：服務消費者在使用域名的時候，會向Dispatcher發(fā)出域名解析請求。Dispatcher收到請求后，
會從ZooKeeper上的指定域名節(jié)點讀取相應的IP:PORT列表，通過一定的策略選取其中一個返回給前端應用。

.3 域名探測

域名探測是指DDNS系統(tǒng)需要對域名下所有注冊的IP地址和端口的可用性進行檢測，俗稱“健康度檢測”。健康度檢測一般有兩種方式，第一種是服務端主動發(fā)起健康度心跳
檢測，這種方式一般需要在服務端和客戶端之間建立起一個TCP長鏈接；第二種則是客戶端主動向服務端發(fā)起健康度心跳檢測。在DDNS架構中的域名探測，使用
的是服務提供者都會定時向Scanner進行狀態(tài)匯報（即第二種健康度檢測方式）的模式，即每個服務提供者后都會定時向Scanner匯報自己的狀態(tài)。

Scanner會負責記錄每個服務提供者最近一次的狀態(tài)匯報時間，一旦超過5秒沒有收到狀態(tài)匯報，那么就認為該IP地址和端口已經(jīng)不可用，于是開始進行域名
清理過程。在域名清理過程中，Scanner會在ZooKeeper中找到該域名對應的域名節(jié)點，然后將該IP地址和端口配置從節(jié)點內容中移除。

3.1 命名服務

命名服務（Name Service）也是分布式系統(tǒng)中比較常見的一類場景。在分布式系統(tǒng)中，被命名的實體通?？梢允羌褐械臋C器、提供的服務地址或遠程對象等————
這些我們都可以統(tǒng)稱它們?yōu)槊郑∟ame），其中較為常見的就是一些分布式服務框架（如RPC、RMI）中的服務地址列表，通過使用命名服務，
客戶端應用能夠根據(jù)指定名字來獲取資源的實體、服務地址和提供者的信息等。

Java語言中的JNDI便是一種典型的命名服務。JNDI是Java命名與目錄接口（Java Naming and Directory Interface）的縮寫，是J2EE體系中重要的規(guī)范之一，
標準的J2EE容器都提供了對JNDI規(guī)范的實現(xiàn)。因此，在實際開發(fā)中，開發(fā)人員常常使用應用服務器自帶的JNDI實現(xiàn)來數(shù)據(jù)源的配置與管理————使用JNDI方式后，
開發(fā)人員可以完成不需要關心與數(shù)據(jù)庫相關的任何信息，包括數(shù)據(jù)庫類型、JDBC驅動類型以及數(shù)據(jù)庫賬號等。

ZooKeeper提供的命名服務功能與JNDI技術有相似的地方，都能夠幫助應用系統(tǒng)通過一個資源引用的方式來實現(xiàn)對資源的定位與使用。另外，廣義上命名服務
的資源定位都不是真正意義的實體資源————在分布式環(huán)境中，上層應用僅僅需要一個全局唯一的名字，類似于數(shù)據(jù)庫中的唯一主鍵。下面我們來看看如何使用
ZooKeeper來實現(xiàn)一套分布式全局唯一ID的分配機制。

所謂ID，就是一個能夠唯一標識某個對象的標識符。在我們熟悉的關系型數(shù)據(jù)庫中，各個表都需要一個主鍵來唯一標識每條數(shù)據(jù)庫記錄，這個主鍵就是這樣的唯一ID。
在過去的單庫單表型系統(tǒng)中，通常可以使用數(shù)據(jù)庫字段自帶的auto_increment屬性來自動為每條數(shù)據(jù)庫記錄生成一個唯一的ID，數(shù)據(jù)庫會保證生成的這個ID
在全局唯一。但是隨著數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增大，分庫分表隨之出現(xiàn)，而auto_increment屬性僅能針對單一表中的記錄自動生成ID，因此在這種情況下，
就無法再依靠數(shù)據(jù)庫的auto_increment屬性來唯一標識一條記錄了。于是，我們必須尋求一種能夠在分布式環(huán)境下生成全局唯一ID的方法。

一說起全局唯一ID，相信讀者都會聯(lián)想到UUID。沒錯，UUID是通用唯一識別碼（Universally Unique Identifier）的簡稱，是一種在分布式系統(tǒng)中廣泛
使用的用于唯一標識元素的標準，最典型的實現(xiàn)是GUID（Globally Unique Identifier，全局唯一標識符），主流ORM框架Hibernate有對UUID的直接支持。

確實，UUID是一個非常不錯的全局唯一ID生成方式，能夠非常簡便地保證分布式環(huán)境中的唯一性。一個標準的UUID是一個包含32位字符和4個短線的字符串，
例如“asd321a-sd-sdwds321d5w4a2-w5e4w51d”。UUID的優(yōu)勢自然不必多說，我們重點來看看它的缺陷。

• 長度過長：與數(shù)據(jù)庫中的INT類型相比，存儲一個UUID需要花費更多得空空間。
• 含義不明：影響問題排查和開發(fā)調試的效率。

接下來，我們結合一個分布式任務調度系統(tǒng)來看看如何使用ZooKeeper來實現(xiàn)這類全局唯一ID的生成。

通過ZooKeeper節(jié)點創(chuàng)建的API接口可以創(chuàng)建一個順序節(jié)點，并且在API返回值中會返回這個節(jié)點的完整名字。利用這個特性，我們就可以借助ZooKeeper來生成
全局唯一的ID了。

1. 所有客戶端都會根據(jù)自己的任務類型，在指定類型的任務下面通過調用create()接口創(chuàng)建一個順序節(jié)點，例如創(chuàng)建“job-”節(jié)點。
2. 節(jié)點創(chuàng)建完畢后，create()接口會返回一個完整的節(jié)點名，例如“job-0000000003”。
3. 客戶端拿到這個返回值后，拼接上type類型，例如“type2-job-0000000003”，這就可以作為一個全局唯一的ID了。

在ZooKeeper中，每一個數(shù)據(jù)節(jié)點都能夠維護一份子節(jié)點的順序順列，當客戶單對其創(chuàng)建一個順序子節(jié)點的時候ZooKeeper會自動以后綴的形式在其子節(jié)點上
添加一個序號，在這個場景中就是利用了ZooKeeper的這個特性。以下為博主測試：

4.1 分布式協(xié)調/通知

分布式協(xié)調/通知服務是分布系統(tǒng)不可缺少的環(huán)節(jié)，是將不同的分布式組件有機結合起來的關鍵所在。對于一個在多臺機器上部署運行的應用而言，通常
需要一個協(xié)調者（Coordinator）來控制整個系統(tǒng)的運行流程，例如分布式事務的處理、機器間的互相協(xié)調等。同時，引入這樣一個協(xié)調者，便于將分布式協(xié)調的職責從
應用中分離出來，從而可以大大減少系統(tǒng)之間的耦合性，而且能夠顯著提高系統(tǒng)的可擴展性。

ZooKeeper中特有的Watcher注冊與異步通知機制，能夠很好地實現(xiàn)分布式環(huán)境下不同機器，甚至是不同系統(tǒng)之間的協(xié)調與通知，從而實現(xiàn)對數(shù)據(jù)變更的實時處理。
基于ZooKeeper實現(xiàn)分布式協(xié)調與通知功能，通常的做法是不同的客戶端都對ZooKeeper上同一個數(shù)據(jù)節(jié)點進行Watcher注冊，監(jiān)聽數(shù)據(jù)節(jié)點的變化（包括
數(shù)據(jù)節(jié)點本身及其子節(jié)點），如果數(shù)據(jù)節(jié)點發(fā)生變化，那么所有訂閱的客戶端都能夠接收到相應的Watcher通知，并做出相應的處理。

4.1.1 MySQL數(shù)據(jù)復制總線：MySQL_Replicator

MySQL數(shù)據(jù)復制總線（以下簡稱“復制總線”）是一個實時數(shù)據(jù)復制框架，用于在不同的MySQL數(shù)據(jù)庫實例之間進行異步數(shù)據(jù)復制和數(shù)據(jù)變化通知。整個系統(tǒng)是一個由
MySQL數(shù)據(jù)庫集群、消息隊列系統(tǒng)、任務管理監(jiān)控平臺以及ZooKeeper集群等組件共同構成的一個包含數(shù)據(jù)生產(chǎn)者、復制管道和數(shù)據(jù)消息者等部分的數(shù)據(jù)總線系統(tǒng)。

• Core實現(xiàn)了數(shù)據(jù)復制的核心邏輯，其將數(shù)據(jù)復制封裝成管道，并抽象出生產(chǎn)者和消費者兩個概念，其中生產(chǎn)者通常是MySQL數(shù)據(jù)庫的Binlog日志。
• Server負責啟動和停止復制任務。
• Monitor負責監(jiān)控任務的運行狀態(tài)，如果在數(shù)據(jù)復制期間發(fā)生異常或出現(xiàn)故障會進行告警。

三個子模塊之間的關系如下圖：

4.1.2 任務注冊

Core進程啟動的時候，首先會向/mysql_replicator/tasks節(jié)點（以下簡稱“任務列表節(jié)點”）注冊任務。例如，對于一個“復制熱門商品”的任務，Task
所在機器在啟動的時候，會首先在任務列表節(jié)點上創(chuàng)建一個子節(jié)點，例如/mysql_replicator/tasks/copy_hot_time（以下簡稱“任務節(jié)點”），如下圖：

4.1.3 任務熱備份

為了應對復制任務故障或者復制任務所在主機故障，復制組件采用“熱備份”的容災方式，即將同一個復制任務部署在不同的主機上，我們稱這樣的機器為“任務機器”，
主、備任務機器通過ZooKeeper互相檢測運行健康狀況。

為了實現(xiàn)上述熱備方案，無論在第一步中是否創(chuàng)建了任務節(jié)點，每臺任務機器都需要在/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item/instances節(jié)點上
將自己的主機名注冊上去。注意，這里注冊的節(jié)點類型很特殊，是一個臨時的順序節(jié)點。在注冊完這個子節(jié)點后，通常一個完整的節(jié)點名如下：
/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item/instances/[Hostname]-1，其中最后的序列號就是臨時順序節(jié)點的精華所在。

在完成該子節(jié)點的創(chuàng)建后，每臺任務機器都可以獲取到自己創(chuàng)建的節(jié)點的完成節(jié)點名以及所有子節(jié)點的列表，然后通過對比判斷自己是否是所有子節(jié)點中序號最小的。
如果自己是序號最小的子節(jié)點，那么就將自己的運行狀態(tài)設置為RUNNING，其余的任務機器則將自己設置為STANDBY————我們將這樣的熱備份策略稱為“小序號優(yōu)先”策略。

4.1.4 熱備切換

完成運行狀態(tài)的標識后，任務的客戶端機器就能夠正常工作了，其中標記為RUNNING的客戶端機器進行正常的數(shù)據(jù)復制，而標記為STANDBY的客戶端機器則進入待命狀態(tài)。
這里所謂待命狀態(tài)，就是說一旦標記為RUNNING的機器出現(xiàn)故障停止了任務執(zhí)行，那么就需要在所有標記為STANDBY的客戶端機器再次按照“小序號優(yōu)先”策略來
選出RUNNING機器來執(zhí)行，具體的做法就是標記為STANDBY的機器都需要在/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item/instances節(jié)點上注冊一個
“子節(jié)點列表變更”的Watcher監(jiān)聽，用來訂閱所有任務執(zhí)行機器的變化情況————一旦RUNNING機器宕機與ZooKeeper斷開連接后，對應的節(jié)點就會消失，
于是其他機器也就接收到了這個變更通知，從而開始新一輪的RUNNING選舉。

4.1.5 記錄執(zhí)行狀態(tài)

既然使用了熱備份，那么RUNNING任務機器就需要將運行時的上下文狀態(tài)保留給STANDBY任務機器。在這個場景中，最主要的上下文狀態(tài)就是數(shù)據(jù)復制過程中的
一些進度信息，例如Binlog日志的消費位點，因此需要將這些信息保存到ZooKeeper上以便共享。在Mysql_Replicator的設計中，選擇了
/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item/lastCommit作為Binlog日志消費位點的存儲節(jié)點，RUNNING任務機器會定時向這個節(jié)點寫入當前的Binlog日志消費位點。

4.1.6 控制臺協(xié)調

在上文中我們主要講解了Core組件是如何進行分布式任務協(xié)調的，接下來我們再看看Server是如何來管理Core組件的。在Mysql_Replicator中，Server主要的
工作就是進行任務的控制，通過ZooKeeper來對不同的任務進行控制與協(xié)調。Server會將每個復制任務對應生產(chǎn)者的元數(shù)據(jù)，即庫名、表名、用戶名與密碼等數(shù)據(jù)庫信息以及
消費者的相關信息以配置的形式寫入任務節(jié)點/mysql_replicator/tasks/copy_hot_item中去的，以便該任務的所有任務機器都能夠共享該復制任務的配置。

4.1.7 冷備切換

到目前為止我們已經(jīng)基本了解了Mysql_Replicator的工作原理，現(xiàn)在再回過頭來看上面提到的熱備份。在該熱備份方案中，針對一個任務，都會至少分配兩臺
任務機器來進行熱備份，但是在一定規(guī)模的大型互聯(lián)網(wǎng)公司中，往往有許多MySQL實例需要進行數(shù)據(jù)復制，每個數(shù)據(jù)庫實例都會對應一個復制任務，
如果每個任務都進行雙機熱備份的話，那么顯然需要消耗太多的機器。

因此我們同時設計了一種冷備份，它和熱備份方案的不同點在于，對所有任務進行分組，如下：

4.1.8 冷熱備份對比

從上面的講解中，我們基本對熱備份和冷備份兩種運行方式都有了一定的了解，現(xiàn)在再來對比下這兩種運行方式。在熱備份方案中，針對一個任務使用了兩臺機器進行
熱備份，借助ZooKeeper的Watcher通知機制和臨時順序節(jié)點的特性，能夠非常實時地進行互相協(xié)調，但缺陷就是機器資源消耗比較大。而在冷備份方案中，采用了掃描機制，
雖然降低了任務協(xié)調的實時性，但是節(jié)省了機器資源。（博主總結冷備份與熱備份的區(qū)別在于，熱備份一個運行多個等待，冷備份在于一個運行，系統(tǒng)輪詢判斷是否有一個
在運行，只要有一個在運行就遍歷下個任務，如果一個都沒有在運行這個任務就讓自己運行）。
，

4.1.9 一種通用的分布式系統(tǒng)機器間通信方式

在絕大部分的分布式系統(tǒng)中，系統(tǒng)機器間的通信無外乎心跳檢測、工作進度匯報和系統(tǒng)調度這三種類型。接下來，我們將圍繞這三種類型的機器通信講解
如何基于ZooKeeper去實現(xiàn)一種分布式系統(tǒng)間的通信方式。

.1 心跳監(jiān)測

機器間的心跳檢測機制是指在分布式環(huán)境中，不同機器之間需要檢測到彼此是否在正常運行，例如A機器需要知道B機器是否正常運行。在傳統(tǒng)的開發(fā)中，我們
通常是通過主機之間是否可以互相PING通來判斷，更復雜一點的話，則會通過在機器之間建立長連接，通過TCP連接固有的心跳檢測機制來實現(xiàn)上層機器的心跳檢測，
這些確實都是一些非常常見的心跳檢測方法。而ZooKeeper基于ZooKeeper的臨時節(jié)點特性，可以讓不同的機器都在ZooKeeper的一個指定節(jié)點下創(chuàng)建臨時子節(jié)點，不同的機器
之間可以根據(jù)這個臨時節(jié)點來判斷對應的客戶端機器是否存活。通過這種方式，檢測系統(tǒng)和被檢測系統(tǒng)之間并不需要直接相關聯(lián)，而是通過ZooKeeper上的
某個節(jié)點進行關聯(lián)，大大減少了系統(tǒng)耦合。

.2 工作進度匯報

在一個常見的任務分發(fā)系統(tǒng)中，通常任務被分發(fā)到不同的機器上執(zhí)行后，需要實時地將自己的任務執(zhí)行進度匯報給分發(fā)系統(tǒng)。這個時候就可以通過ZooKeeper來實現(xiàn)。
在ZooKeeper上選擇一個節(jié)點，每個任務客戶端都在這個節(jié)點下面創(chuàng)建臨時子節(jié)點，這樣便可以實現(xiàn)兩個功能：

• 通過判斷臨時節(jié)點是否存在來確定任務機器是否存活；
• 各個任務機器會實時地將自己的任務執(zhí)行進度寫到這個臨時節(jié)點上去，以便中心系統(tǒng)能夠實時地獲取到任務的執(zhí)行進度。

.3 系統(tǒng)調度

使用ZooKeeper，能夠實現(xiàn)另一種調度模式：一個分布式系統(tǒng)由控制臺和一些客戶端系統(tǒng)兩部分組成，控制臺的職責就是需要將一些指令信息發(fā)送給所有的
客戶端，以控制它們進行相應的業(yè)務邏輯。后臺管理人員在控制臺上做的一些操作，實際上就是修改了ZooKeeper上某些節(jié)點的數(shù)據(jù)，而ZooKeeper進一步
把這些數(shù)據(jù)變更以事件通知的形式發(fā)送給了對應的訂閱客戶端。

總之，使用ZooKeeper來實現(xiàn)分布式系統(tǒng)機器間的通信，不僅能省去大量底層網(wǎng)絡通信和協(xié)議設計上重復的工作，更為重要的一點是大大降低了系統(tǒng)之間的耦合，
能夠非常方便地實現(xiàn)異構系統(tǒng)之間的靈活通信。