Zookeeper原始碼分析:Watcher機制
1. 設定Watcher
使用Watcher需要先實現Watcher介面,並將實現類物件傳遞到指定方法中,如getChildren, exist等。Zookeeper允許在構造Zookeeper物件時候指定一個預設Watcher物件.getChildren和exit方法可以使用這個預設的Watcher物件,也可以指定一個新Watcher物件。
Code 1: Watcher介面
public interface Watcher { /** * Event的狀態 */ public interface Event { /** * 在事件發生時,ZooKeeper的狀態*/ public enum KeeperState { @Deprecated Unknown (-1), Disconnected (0), @Deprecated NoSyncConnected (1), SyncConnected (3), AuthFailed (4), ConnectedReadOnly (5), SaslAuthenticated(6), Expired (-112); privatefinal int intValue; KeeperState( int intValue) { this.intValue = intValue; } ...... } /** * ZooKeeper中的事件 */ public enum EventType { None (-1), NodeCreated (1), NodeDeleted (2), NodeDataChanged (3), NodeChildrenChanged (4); privatefinal int intValue; // Integer representation of value // for sending over wire EventType( int intValue) { this.intValue = intValue; } ...... } } //Watcher的回撥方法 abstract public void process(WatchedEvent event); }
Code 2: Zookeeper.getChildren(final String, Watcher)方法
public List<String> getChildren(final String path, Watcher watcher) throws KeeperException, InterruptedException { final String clientPath = path; PathUtils. validatePath(clientPath); WatchRegistration wcb = null; //如果watcher不等於null, 構建WatchRegistration物件, //該物件描述了watcher和path之間的關係 if (watcher != null) { wcb = new ChildWatchRegistration(watcher, clientPath); } //在傳入的path加上root path字首,構成伺服器端的絕對路徑 final String serverPath = prependChroot(clientPath); //構建RequestHeader物件 RequestHeader h = new RequestHeader(); //設定操作型別為OpCode. getChildren h.setType(ZooDefs.OpCode. getChildren); //構建GetChildrenRequest物件 GetChildrenRequest request = new GetChildrenRequest(); //設定path request.setPath(serverPath); //設定是否使用watcher request.setWatch(watcher != null); //構建GetChildrenResponse物件 GetChildrenResponse response = new GetChildrenResponse(); //提交請求,並阻塞等待結果 ReplyHeader r = cnxn.submitRequest(h, request, response, wcb); if (r.getErr() != 0) { throw KeeperException.create(KeeperException.Code. get(r.getErr()), clientPath); } return response.getChildren(); }
Follower的NIOServerCnxn類接到了Client的請求,會呼叫ZookeeperServer.processPacket()方法。該方法會構建一個Request物件,並呼叫第一個處理器FollowerRequestProcessor。
由於我們的請求只是一個讀操作,而不是一個Quorum請求或者sync請求,所以FollowerRequestProcessor不需要呼叫Follower.request()方法將請求轉給Leader,只需要將請求傳遞到下一個處理器CommitProcessor。
處理器CommitProcessor執行緒發現請求是讀請求後,直接將Requet物件加入到toProcess佇列中,在接下的迴圈中會呼叫FinalRequestProcessor.processRequest方法進行處理。
FinalRequestProcessor.processRequest方法最終會呼叫ZKDatabase中的讀操作方法(如statNode和getData方法), 而ZKDatabase的這些方法會最終呼叫DataTree類的方法來獲取指定path的znode資訊並返回給Client端,同時也會設定Watcher。
Code 3: FinalRequestProcessor對OpCode.getData請求的處理
case OpCode. getData: { lastOp = "GETD"; GetDataRequest getDataRequest = new GetDataRequest(); ByteBufferInputStream. byteBuffer2Record(request.request, getDataRequest); //獲得znode物件 DataNode n = zks.getZKDatabase().getNode(getDataRequest.getPath()); //n為null, 丟擲NoNodeException異常 if (n == null) { throw new KeeperException.NoNodeException(); } Long aclL; synchronized(n) { aclL = n. acl; } //檢查是否有讀許可權 PrepRequestProcessor. checkACL(zks, zks.getZKDatabase().convertLong(aclL), ZooDefs.Perms. READ, request. authInfo); //構建狀態物件stat Stat stat = new Stat(); //獲得指定path的znode資料, //如果GetDataRequest.getWatcher()返回true, 將ServerCnxn型別物件cnxn傳遞進去。 //ServerCnxn是實現了Watcher介面 byte b[] = zks.getZKDatabase().getData(getDataRequest.getPath(), stat, getDataRequest. getWatch() ? cnxn : null); //構建GetDataResponse物件 rsp = new GetDataResponse(b, stat); break; }
Code 4: DataTree.getData()方法
public byte[] getData(String path, Stat stat, Watcher watcher) throws KeeperException.NoNodeException { //從nodes map中獲取指定path的DataNode物件 DataNode n = nodes.get(path); //如果n為null, 則丟擲NoNodeException異常 if (n == null) { throw new KeeperException.NoNodeException(); } synchronized (n) { //將n的狀態copy到stat中 n.copyStat(stat); //如果watcher不會null, 則將(path, watcher)鍵值對放入dataWatchers Map裡 if (watcher != null) { dataWatches.addWatch(path, watcher); } //返回節點資料 return n.data ; } }
2. 修改znode資料觸發Watcher
在Zookeeper二階段提交的COMMIT階段。當Follower從Leader那接收到一個寫請求的Leader.COMMIT資料包,會呼叫FinalRequestProcessor.processRequest()方法。Leader本身在傳送完Leader.COMMIT資料包,也會呼叫FinalRequestProcessor.processRequest()方法。
如果是setData修改資料請求,那麼FinalRequestProcessor.processRequest()方法最終會呼叫到DataTree.setData方法將txn應用到指定znode上,同時觸發Watcher,併發送notification給Client端。
其關SetData請求的時序圖如下:
Code 5: DataTree.setData()方法
public Stat setData(String path, byte data[], int version, long zxid, long time) throws KeeperException.NoNodeException { Stat s = new Stat(); //根據path, 獲得DataNode物件n DataNode n = nodes.get(path); //如果n為null, 則丟擲NoNodeException異常 if (n == null) { throw new KeeperException.NoNodeException(); } byte lastdata[] = null; synchronized (n) { lastdata = n. data; n. data = data; n. stat.setMtime(time); n. stat.setMzxid(zxid); n. stat.setVersion(version); n.copyStat(s); } // now update if the path is in a quota subtree. String lastPrefix = getMaxPrefixWithQuota(path); if(lastPrefix != null) { this.updateBytes(lastPrefix, (data == null ? 0 : data.length) - (lastdata == null ? 0 : lastdata.length )); } //觸發Watcher dataWatches.triggerWatch(path, EventType.NodeDataChanged); return s; }
Code 6: WatchManage.triggerWatcher()方法,觸發Watcher。
Set<Watcher> triggerWatch(String path, EventType type, Set<Watcher> supress) { WatchedEvent e = new WatchedEvent(type, KeeperState. SyncConnected, path); HashSet<Watcher> watchers; synchronized (this ) { //從watchTable刪除掉path對於的watcher watchers = watchTable.remove(path); if (watchers == null || watchers.isEmpty()) { if (LOG .isTraceEnabled()) { ZooTrace. logTraceMessage(LOG, ZooTrace. EVENT_DELIVERY_TRACE_MASK, "No watchers for " + path); } return null; } for (Watcher w : watchers) { HashSet<String> paths = watch2Paths.get(w); if (paths != null) { paths.remove(path); } } } //迴圈處理所有關於path的Watcher, 這裡Watcher物件實際上就是ServerCnxn型別物件 for (Watcher w : watchers) { if (supress != null && supress.contains(w)) { continue; } w.process(e); } return watchers; }
Code 7: NIOServerCnxn.process方法,傳送notification給Client端
synchronized public void process (WatchedEvent event) { ReplyHeader h = new ReplyHeader(-1, -1L, 0); if (LOG .isTraceEnabled()) { ZooTrace. logTraceMessage(LOG, ZooTrace.EVENT_DELIVERY_TRACE_MASK , "Deliver event " + event + " to 0x" + Long. toHexString(this. sessionId) + " through " + this ); } // Convert WatchedEvent to a type that can be sent over the wire WatcherEvent e = event.getWrapper(); //傳送notification給Client端 sendResponse(h, e, "notification"); }
3. 總結
Watcher具有one-time trigger的特性,在程式碼中我們也可以看到一個watcher被處理後會立即從watchTable中刪掉。
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