目录

  1. ZooKeeper 数据模型概述
  2. ZNode 结构详解
  3. ZNode 类型
  4. ZNode 的属性
  5. 操作 ZNode 的示例
  6. 参考资料

ZooKeeper 数据模型概述

ZooKeeper 的数据模型是一个层次化的命名空间，类似于文件系统，但专为分布式协调设计。它由称为 ZNode 的节点组成，每个 ZNode 可以存储数据并拥有子节点。ZooKeeper 的数据模型特点包括：

  • 树形结构：以 / 为根节点，路径用斜杠分隔（如 /app/config）。
  • 小数据存储：ZNode 通常存储少量数据（默认最大 1MB），适合配置、状态等。
  • 一致性：所有节点共享一致的视图，数据更新是原子的。

ZNode 结构详解

ZNode 是 ZooKeeper 数据模型的基本单位，既是路径的一部分，也可以存储数据。它的结构类似文件系统中的文件或目录，但有独特的特性。

ZNode 的特点

  • 路径唯一：每个 ZNode 由路径标识，例如 /znode1。
  • 数据存储：每个 ZNode 可以存储少量字节数据（通常是键值对形式）。
  • 层次化：支持嵌套结构，父节点必须存在才能创建子节点。
  • 临时性与持久性：ZNode 可以是临时的（客户端断开后删除）或持久的。

ZNode 类型

ZooKeeper 支持多种 ZNode 类型，根据生命周期和用途不同分为以下几类：

  1. 持久节点 (Persistent ZNode)
  • 特点：创建后永久存在，除非显式删除。
  • 用途：存储配置信息、静态数据。
  • 创建方式：create /path data（无特殊参数）。
  1. 临时节点 (Ephemeral ZNode)
  • 特点：与创建它的客户端会话绑定，会话结束后自动删除。
  • 用途：用于领导者选举、分布式锁。
  • 创建方式：create -e /path data。
  1. 持久顺序节点 (Persistent Sequential ZNode)
  • 特点：持久存在，且名称自动追加递增序号（如 /path0000000001）。
  • 用途：任务队列、命名服务。
  • 创建方式：create -s /path data。
  1. 临时顺序节点 (Ephemeral Sequential ZNode)
  • 特点：临时存在，名称带序号，会话结束后删除。
  • 用途：分布式锁排序、临时任务分配。
  • 创建方式：create -e -s /path data。
  1. 容器节点 (Container ZNode)（3.5.3+）
  • 特点：持久节点，专为嵌套结构设计，当最后一个子节点删除时自动删除。
  • 用途：管理临时子节点。
  • 创建方式：create -c /path。
  1. TTL 节点 (TTL ZNode)（3.6.0+）
  • 特点：持久节点，设置生存时间（TTL），到期后自动删除。
  • 用途：临时数据清理。
  • 创建方式：需通过 API 指定 TTL（CLI 不直接支持）。

ZNode 的属性

每个 ZNode 都有元数据，通过 stat 命令或 API 可以查看。主要属性包括：

  • czxid：创建时的 ZooKeeper 事务 ID。
  • mzxid：最后修改的事务 ID。
  • ctime：创建时间（Unix 时间戳，毫秒）。
  • mtime：最后修改时间。
  • version：数据版本号，每次更新递增。
  • cversion：子节点版本号。
  • aversion：ACL（访问控制列表）版本号。
  • ephemeralOwner：临时节点的会话 ID（持久节点为 0）。
  • dataLength：数据字节长度。
  • numChildren：子节点数量。
  • pzxid：子节点最后修改的事务 ID。

示例输出（stat 命令）

stat /znode1

输出：

cZxid = 0x100000002
ctime = Wed Mar 28 10:00:00 UTC 2025
mZxid = 0x100000002
mtime = Wed Mar 28 10:00:00 UTC 2025
pZxid = 0x100000002
cversion = 0
dataVersion = 0
aclVersion = 0
ephemeralOwner = 0x0
dataLength = 10
numChildren = 0

操作 ZNode 的示例

以下通过 ZooKeeper 客户端命令行（zkCli.sh）展示 ZNode 操作。

启动客户端

zkCli.sh -server localhost:2181
  1. 创建持久节点
   create /app "app data"
   get /app

输出：app data

  1. 创建临时节点
   create -e /temp "temp data"
   get /temp

退出客户端后（quit），再次连接检查：

   ls /

/temp 已消失。

  1. 创建顺序节点
   create -s /queue "task1"
   create -s /queue "task2"
   ls /queue

输出：[queue0000000001, queue0000000002]

  1. 修改和查看属性
   set /app "new data"
   stat /app
   get /app

输出：

   new data
   [更新后的 stat 属性]
  1. 删除节点
   delete /app

参考资料

这是 ZooKeeper 数据模型和 ZNode 结构的详细解析，涵盖了类型、属性和操作示例。如果您需要更深入的内容（例如 ZNode 在分布式系统中的应用场景），请告诉我！