ZooKeeper 分布式配置

什么是分布式配置？

分布式配置是一种将配置信息分散存储在不同的节点或服务器上，以实现系统配置的统一管理和灵活调整的技术。在分布式系统中，配置信息可能包括系统参数、数据库连接信息、服务地址等，通过分布式配置可以实现这些信息的集中管理和动态更新。

分布式配置可以提高系统的可扩展性和可靠性，同时也能够简化系统的部署和维护工作。常见的分布式配置方案包括使用配置中心、分布式数据库或者分布式文件系统等。

上图中，配置中心用来几种管理配置信息，当配置信息被需改时，会主动通知各个服务，服务收到通知后从配置中心主动拉取配置信息。

为什么需要分布式配置中心？

公司需要开发一款产品，刚开始的时候，由于用户量、业务较少，仅需要一台服务器就可完成服务部署，服务部署、配置管理也非常容易。然而，随着业务的发展，单一节点的服务无法满足业务的飞速发展，后面就出现了分布式、集群的概念，到了现在就形成了微服务，这就导致服务部署、配置管理非常麻烦。

假设我们线上有很多个微服务分布在不同的服务器上，其中一个微服务，我们就叫它 “服务A”，当 “服务A” 的 IP 地址需要变更的时候，但是 “服务A” 又对很多其他的程序提供了服务，这个时候如果没有一个配置中心，每一个使用了 “服务A” 的应用程序都要做相应的 IP 地址修改，这是一个很麻烦的事情。

为了解决这个问题，我们将通过使用 ZooKeeper 来做分布式配置，原理如下图：

上图中，有 “服务A” 和 “服务B”，如果 “服务B” 通过 set 命令修改存储在 ZooKeeper 中的配置信息，同时由于 “服务B” 通过 watch 对该配置进行了监听，因此，“服务A” 将收到配置变更的通知，收到变更通知后，立即使用 get 从 ZooKeeper 拉取最新的配置信息。

这样就实现了，当配置发生变更时及时通知其他服务的目的，也就解决了我们上面提出的问题。

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简单实现配置通知

下面将通过使用 zkcli 客户端工具来演示通知变更通知的效果，步骤如下：

（1）运行 zkcli 命令，打开 ZooKeeper 客户端，如下：

# 创建 /config 节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] create /config {}
Created /config

# 使用 get 命令获取节点内容，并且使用 -w 选项监听该节点
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] get -w /config
{}

（2）再次运行 zkcli 命令，打开另一个 ZooKeeper 客户端，如下：

# 使用 set 命令更新配置内容
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] set /config {"module":"dev"}

（3）继续，观察步骤（1）创建的 ZooKeeper 客户端，如下：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 2]
WATCHER::

WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/config zxid: 426

通过上面输出可知，客户端收到了一个类型为 NodeDataChanged（节点数据改变）的事件。

Java 简单实现配置中心

下面我们通过 ZooKeeper 的 Java API 来模拟修改配置和监听配置的功能，完整代码如下：

package com.hxstrive.zookeeper.distributed_config;

import org.apache.zookeeper.*;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * 使用 Zk 实现配置中心
 * @author hxstrive.com
 */
public class ZkLoadConfig {
    private static ZooKeeper zooKeeper;

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ZkLoadConfig app = new ZkLoadConfig();
        app.init();
        app.getConfig();

        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        System.out.println("按任意键退出程序...");
        scanner.nextLine(); // 等待用户输入任意值
    }

    /**
     * 初始化
     * @throws Exception
     */
    private void init() throws Exception {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
        zooKeeper = new ZooKeeper("127.0.0.1:2181", 2000, new Watcher() {
            public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
                System.out.println("触发了 " + watchedEvent.getType() + " 事件");
                if(watchedEvent.getState() == Event.KeeperState.SyncConnected) {
                    countDownLatch.countDown(); // 连接成功
                }

                // 监听配置发生变化
                if(watchedEvent.getType() == Event.EventType.NodeDataChanged) {
                    try {
                        System.out.println("重新拉取配置...");
                        ZkLoadConfig.this.getConfig();
                    } catch (Exception e){
                        e.printStackTrace();
                    }
                }
            }
        });
        System.out.println(zooKeeper);
        countDownLatch.await(); // 等待连接创建成功

        // 如果节点不存在，则创建节点
        Stat stat = zooKeeper.exists("/config", false);
        if(null == stat) {
            zooKeeper.create("/config", "{}".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        }
    }

    /**
     * 获取配置信息
     * @throws Exception
     */
    private void getConfig() throws Exception {
        // 获取节点数据
        Stat stat = new Stat();
        byte[] data = zooKeeper.getData("/config", true, stat);
        System.out.println("配置信息：" + new String(data));
    }

}

运行示例，输出如下：

State:CONNECTING sessionid:0x0 local:null remoteserver:null lastZxid:0 xid:1 sent:0 recv:0 queuedpkts:0 pendingresp:0 queuedevents:0
触发了 None 事件
配置信息：{}
按任意键退出程序...

然后，使用 zkcli 工具连接到 zookeeper，如下：

C:\Users\Administrator>zkcli
Connecting to localhost:2181
...
WATCHER::

WatchedEvent state:SyncConnected type:None path:null zxid: -1
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0]

通过 set 命令修改 /config 节点的数据，命令如下：

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] set /config "{}"

此时，继续观察示例控制台，如下：

触发了 None 事件
配置信息：{}
按任意键退出程序...
触发了 NodeDataChanged 事件
重新拉取配置...
配置信息：{}

最后，我们看看下面动态图：