Java之Zookeeper註冊中心原理剖析

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RPC框架中有3個重要的角色：

Zookeeper用作註冊中心的原理

註冊中心 ：保存所有服務的名字，服務提供者的IP列表，服務消費者的IP列表

服務提供者： 提供跨進程服務

服務消費者： 尋找到指定命名的服務並消費。

Zookeeper用作註冊中心
簡單來講，zookeeper可以充當一個服務註冊表（Service Registry），讓多個服務提供者形成一個集群，讓服務消費者通過服務註冊表獲取具體的服務訪問地址（IP+端口）去訪問具體的服務提供者。如下圖所示：

在這裡插入圖片描述

具體來說，zookeeper就是個分佈式文件系統，每當一個服務提供者部署後都要將自己的服務註冊到zookeeper的某一路徑上: /{service}/{version}/{ip:port}，比如我們的HelloWorldService部署到兩臺機器，那麼zookeeper上就會創建兩條目錄：分別為/HelloWorldService/1.0.0/100.100.0.237:16888

/HelloWorldService/1.0.0/100.100.0.238:16888。

如圖：

在這裡插入圖片描述

在zookeeper中，進行服務註冊，實際上就是在zookeeper中創建瞭一個znode節點，該節點存儲瞭該服務的IP、端口、調用方式(協議、序列化方式)等。該節點承擔著最重要的職責，它由服務提供者(發佈服務時)創建，以供服務消費者獲取節點中的信息，從而定位到服務提供者真正網絡拓撲位置以及得知如何調用。RPC服務註冊、發現過程簡述如下：

1.服務提供者啟動時，會將其服務名稱，ip地址註冊到配置中心。

2.服務消費者在第一次調用服務時，會通過註冊中心找到相應的服務的IP地址列表，並緩存到本地，以供後續使用。當消費者調用服務時，不會再去請求註冊中心，而是直接通過負載均衡算法從IP列表中取一個服務提供者的服務器調用服務。

3.當服務提供者的某臺服務器宕機或下線時，相應的ip會從服務提供者IP列表中移除。同時，註冊中心會將新的服務IP地址列表發送給服務消費者機器，緩存在消費者本機。

4.當某個服務的所有服務器都下線瞭，那麼這個服務也就下線瞭。

5.同樣，當服務提供者的某臺服務器上線時，註冊中心會將新的服務IP地址列表發送給服務消費者機器，緩存在消費者本機。

6.服務提供方可以根據服務消費者的數量來作為服務下線的依據。

感知服務的下線&上線

zookeeper提供瞭“心跳檢測”功能，它會定時向各個服務提供者發送一個請求（實際上建立的是一個 socket 長連接），如果長期沒有響應，服務中心就認為該服務提供者已經“掛瞭”，並將其剔除。比如100.100.0.237這臺機器如果宕機瞭，那麼zookeeper上的路徑就會隻剩/HelloWorldService/1.0.0/100.100.0.238:16888。

服務消費者會去監聽相應路徑（/HelloWorldService/1.0.0），一旦路徑上的數據有任務變化（增加或減少），zookeeper都會通知服務消費方、服務提供者地址列表已經發生改變，從而進行更新。

更為重要的是zookeeper 與生俱來的容錯容災能力（比如leader選舉），可以確保服務註冊表的高可用性。

使用 zookeeper 作為註冊中心時，客戶端訂閱服務時會向 zookeeper 註冊自身；主要是方便對調用方進行統計、管理。但訂閱時是否註冊 client 不是必要行為，和不同的註冊中心實現有關，例如使用 consul 時便沒有註冊。

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