Zookeeper-数据结构

ZooKeeper 的数据模型具有类似于文件系统树结构的特点,但它是专门为分布式应用设计的。

以下是 ZooKeeper 数据结构的主要特点:

  1. 层次化的命名空间:ZooKeeper 提供了一个层次化的命名空间,类似于文件系统。每个节点在层次结构中有一个唯一的路径。

  2. ZNode:ZooKeeper 中的每个数据节点称为 ZNode(类似于文件系统中的文件或目录)。ZNode 可以有子节点,形成层次结构。

    1. 持久节点(Persistent): 持久节点是最常见的节点类型。一旦创建,除非客户端显式删除,否则它们将一直存在。即使 ZooKeeper 服务重启,持久节点也不会丢失。

    2. 持久顺序节点(Persistent Sequential): 持久顺序节点是持久节点的扩展,具有顺序性。在创建时,ZooKeeper 会在节点名的后面附加一个由父节点维护的序列号,确保全局唯一。这种节点通常用于实现需要有序排列的场景,如分布式队列。

    3. 临时节点(Ephemeral): 临时节点的生命周期与客户端会话绑定。如果客户端会话由于网络问题或客户端崩溃而失效,ZooKeeper 将自动删除该会话创建的所有临时节点。这种特性使得临时节点非常适合用于实现锁定机制和领导者选举。

    4. 临时顺序节点(Ephemeral Sequential): 临时顺序节点结合了临时节点和持久顺序节点的特性。它们具有生命周期有限的特点,并且在创建时会被分配一个序列号。这使得它们在实现分布式同步和协调任务时非常有用,如实现锁或其他同步原语。

    5. 容器节点(Container): 容器节点是一种特殊的 ZNode,它不存储数据,但可以包含子节点。这种节点可以用于组织和结构化数据,类似于文件系统中的目录。

    6. 内部节点(Interior Node): 内部节点是 ZooKeeper 中的父节点,可以包含子节点。它们不同于叶子节点,因为叶子节点通常用于存储数据,而内部节点用于维护层次结构。

    7. 叶子节点(Leaf Node): 叶子节点是 ZNode 层次结构的末端节点,通常用于存储数据。它们没有子节点。

    8. TTL 节点(Time To Live): TTL 节点是 ZooKeeper 3.5.0 版本引入的新特性,它们允许节点设置一个生存时间(TTL)。当 TTL 到期时,如果节点是临时节点,它将被删除;如果是持久节点,它将变为临时节点并被删除。

  3. ACL(访问控制列表):ZNode 可以设置不同的访问权限,控制哪些用户或用户组可以读取或修改节点。

  4. Watcher 机制:客户端可以在 ZNode 上设置 Watcher。当 ZNode 发生变化(如数据变更、子节点增减等),所有设置了 Watcher 的客户端都会收到通知。

  5. 持久性:节点可以是持久的,这意味着即使 ZooKeeper 服务重启,持久节点依然存在。如果节点是短暂的,那么当创建它的客户端会话结束时,节点会被自动删除。

  6. 数据存储:每个 ZNode 可以存储数据,如字符串值或二进制数据。客户端可以读取和写入这些数据。

  7. 顺序性:当创建顺序节点时,ZooKeeper 会在节点名称后附加一个数字,该数字从 0 开始,每次创建新节点时递增。这保证了节点名称的唯一性,并可以用来实现 FIFO 顺序。

  8. 版本控制:每个 ZNode 都有一个版本号,每当节点的数据被修改时,版本号会增加。这可以用来检查节点是否在读取后被修改。

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