在大型分布式互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，Session問題是典型的分布式化過程中會遇到的難題。因為Session數(shù)據(jù)必須在服務(wù)端的機器中共享，并要保證狀態(tài)的一致性。
 
ZooKeeper是一個分布式的，開放源碼的分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)，它是一個為分布式應(yīng)用提供一~致性服務(wù)的軟件，所提供的功能包括:配置維護、域名服務(wù)、分布式同步、組服務(wù)等。下面我們介紹一下典型的分布式環(huán)境下遇到的一些典型問題的解決辦法。


 
1.集群管理(Group Membership)
 
ZooKeeper能夠很容易地實現(xiàn)集群管理的功能，如圖1.15所示。如果多臺Server組成一個服務(wù)集群，那么必須有一個“總管”知道當前集群中每臺機器的服務(wù)狀態(tài)，一旦有機器不能提供服務(wù)，就必須知會集群中的其他集群，并重新分配服務(wù)策略。同樣，當集群的服務(wù)能力增加時，就會增加一臺或多臺Server， 這些也必須讓“總管”知道。
 
Zo0 Keeper不僅能夠維護當前集群中機器的服務(wù)狀態(tài)，而且能夠選出一個“總管”，讓“總管”來管理集群一這就是 Zookeeper I的另一個功能 Leader Election。
 
它的實現(xiàn)方式是在 Zookeeper上創(chuàng)建一個 EPHEMERAL類型的目錄節(jié)點，然后每個 Server在它們創(chuàng)建目錄節(jié)點的父目錄節(jié)點上調(diào)用 getchildrenf String path， Boolean watch)方法并設(shè)置 watch為true。由于是 EPHEMERAL目錄節(jié)點，當創(chuàng)建它的 Server死去時，這個目錄節(jié)點也隨之被刪除，所以 Children將會變化；這時 get Children上的Watch將會被調(diào)用，通知其他 Server某臺 Server已死了。新增 Server也是同樣的原理。
 
那么，Z0 Keeper如何實現(xiàn) Leader Election，也就是選出一個 Master Server呢?和前面的一樣，每臺 Server創(chuàng)建一個 EPHIEMERAL目錄節(jié)點，不同的是它還是一個SEQUENTIAL目錄節(jié)點，所以它是個 EPHEMERAL SEQUENTIAL目錄節(jié)點。之所以它是 EPHEMERAL SEQUENTIAL目錄節(jié)點，是因為我們可以給每臺 Server g編號。
 
我們可以選擇當前最小編號的 Server為 Master，假如這個最小編號的 Server死去，由于它是 EPHEMERAL節(jié)點，死去的 Server對應(yīng)的節(jié)點也被刪除，所以在當前的節(jié)點列表中又出現(xiàn)一個最小編號的節(jié)點，我們就選擇這個節(jié)點為當前 Master。這樣就實現(xiàn)了動態(tài)選擇 Master，避免傳統(tǒng)上單 Master容易出現(xiàn)的單點故障問題。
 
2.共享鎖( Locks)
 
在同一個進程中，共享鎖很容易實現(xiàn)，但是在跨進程或者不同 Server的情況下就不好實現(xiàn)了。然而 Zookeeper能很容易地實現(xiàn)這個功能，它的實現(xiàn)方式也是通過獲得鎖的 Server創(chuàng)建一個 EPHEMERAL SEQUENTIAL目錄節(jié)點，再通過調(diào)用 getchildren方法，查詢當前的目錄節(jié)點列表中最小的目錄節(jié)點是否是自己創(chuàng)建的目錄節(jié)點，如果是自己創(chuàng)建的，那么它就獲得了這個鎖；如果不是，那么它就調(diào)用 exists(String path，Boolean watch)方法，并監(jiān)控 Zookeeper上目錄節(jié)點列表的變化，直到使自己創(chuàng)建的節(jié)點是列表中最小編號的目錄節(jié)點，從而獲得鎖。釋放鎖很簡單，只要刪除前面它自己所創(chuàng)建的目錄節(jié)點即可。
 
3.隊列管理
 
Keener可以外理以下兩種型的隊列
 
其一，同步隊列。即當一個隊列的成員都聚齊時，這個隊列才可用，否則一直等待所有成員到達。
 
其二，隊列按照FIFO方式進行入隊和出隊操作，例如實現(xiàn)生產(chǎn)者和消費者模型。用Zo0 Keeper實現(xiàn)同步隊列的實現(xiàn)思路如下。
 
創(chuàng)建一個父目錄/ synchronizing，每個成員都監(jiān)控標志( Set Watch)位目錄/ synchronizing/start是否存在，然后每個成員都加人這個隊列；
 
加人隊列的方式就是創(chuàng)建 /synchronizing/member i的臨時目錄節(jié)點，之后每個成員獲取/ synchronizing目錄的所有目錄節(jié)點，也就是 member_i；?判斷i的值是否已經(jīng)是成員的個數(shù)，如果小于成員個數(shù)等待/ 'synchronizing/ start的出現(xiàn)，如果已經(jīng)相等就創(chuàng)建 /synchronizing/star。
 
用 Zookeeper實現(xiàn)FIFO隊列的思路如下。
 
在特定的網(wǎng)站制作目錄下創(chuàng)建 SEQUENTIAL類型的子目錄 queue I，這樣就能保證所有成員加入隊列時都是有編號的；出隊列時通過 get Children()方法返回當前所有隊列中元素，再消費其中最小的一個，這樣就能保證FIFO。