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我们从实际操作时候的表现来看Watcher的触发#xff0c;比如Zookeeper中NodeDataChanged时间的触发是“Watcher监听的对应数据节点的数据内容发生变更”#xff0c;需要修改节点数据那么必然和数据节点存储的位置DataTree有关系#xff0c;我们从这里去寻找修改…Watcher触发
我们从实际操作时候的表现来看Watcher的触发比如Zookeeper中NodeDataChanged时间的触发是“Watcher监听的对应数据节点的数据内容发生变更”需要修改节点数据那么必然和数据节点存储的位置DataTree有关系我们从这里去寻找修改后触发Watcher的答案。我们从DataTree类中找到了修改节点的入口setData方法我们从上篇内容中也知道了ServerCnxn存储到WatchManager中并且以不同的维度存储了两份数据
public Stat setData(String path, byte data[], int version, long zxid,long time) throws KeeperException.NoNodeException {Stat s new Stat();DataNode n nodes.get(path);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;if((lastPrefix getMaxPrefixWithQuota(path)) ! null) {this.updateBytes(lastPrefix, (data null ? 0 : data.length)- (lastdata null ? 0 : lastdata.length));}dataWatches.triggerWatch(path, EventType.NodeDataChanged);return s;}以上setData方法流程就两个步骤 利用Path从存储节点的ConcurrentHashMap中获取节点信息修改节点信息调用WatchManager 的triggerWatch方法 可以看到以上代码是通过调用WatchManager的triggerWatch方法来触发相关事件
public SetWatcher triggerWatch(String path, EventType type, SetWatcher supress) {WatchedEvent e new WatchedEvent(type,KeeperState.SyncConnected, path);HashSetWatcher watchers;synchronized (this) {watchers watchTable.remove(path);......for (Watcher w : watchers) {HashSetString paths watch2Paths.get(w);if (paths ! null) {paths.remove(path);}}}for (Watcher w : watchers) {if (supress ! null supress.contains(w)) {continue;}w.process(e);}return watchers;}如上是triggerWatch源码中的触发逻辑有如下几个步骤 封装WatchedEvent首先从通知参数中获取到通知状态KeeperState事件类型EventType节点路径Path封装成一个WatchedEvent对象查询Watcher对象根据数据节点的节点路径从WatchTable中取出对应的Watcher如果没有找到watcher说明没有任何客户端在这个节点上注册过Watcher直接退出。找到了这个Watcher将他取出来同时直接从watchTable和watch2Path中删掉------这个步骤可以看出watcher在服务端是一次性的即触发一次就失效了。调用process方法来触发Watcher 在最后的for循环中依次取出每一个watcher来调用每一个的process我们看一下他的实现类有N多个如下图实际调用是哪一个呢我们得从之前的注册代码中去找答案。之前Zookeeper服务器注册到WatchManager中的是watcher的实现类ServerCnxn所有我们直接看ServerCnxn的process实现方法就可以 以下ServerCnxn对应的process是一个抽象方法他的实现是NIOServerCnxn的实现
public abstract void process(WatchedEvent event);
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 wireWatcherEvent e event.getWrapper();sendResponse(h, e, notification);}以上代码片段可以看出process方法逻辑比较简单以下几个步骤 将请求头标记为-1标识当前是一个通知将watchedEvent包装成WatcherEvent以方便进行网络传输序列化之前篇解释过WatcherEvent用来网络传输用向客户端发送该通知 我们从上面步骤看其实他并没有处理客户端Watcher的逻辑只是借用当前客户端连接的ServerCnxn对象来实现对客户端WatchedEvent的传递真正的客户端Watcher回调与业务逻辑的执行肯定都在客户端这边
客户端回调Watcher
对于一个来自服务器的通知是通ServerCnxn中发送出来的同样的客户端这边的响应也是在一个类似的类中ClientCnxn中ClientCnxn中通过SendThread来收事件通知
SendThread接收事件通知
我们来看下ClientCnxn的接收通知的源码处理
class SendThread extends ZooKeeperThread {private long lastPingSentNs;private final ClientCnxnSocket clientCnxnSocket;private Random r new Random(System.nanoTime()); private boolean isFirstConnect true;void readResponse(ByteBuffer incomingBuffer) throws IOException {ByteBufferInputStream bbis new ByteBufferInputStream(incomingBuffer);BinaryInputArchive bbia BinaryInputArchive.getArchive(bbis);ReplyHeader replyHdr new ReplyHeader();replyHdr.deserialize(bbia, header);......if (replyHdr.getXid() -1) {// -1 means notificationif (LOG.isDebugEnabled()) {LOG.debug(Got notification sessionid:0x Long.toHexString(sessionId));}WatcherEvent event new WatcherEvent();event.deserialize(bbia, response);// convert from a server path to a client pathif (chrootPath ! null) {String serverPath event.getPath();if(serverPath.compareTo(chrootPath)0)event.setPath(/);else if (serverPath.length() chrootPath.length())event.setPath(serverPath.substring(chrootPath.length()));else {LOG.warn(Got server path event.getPath() which is too short for chroot path chrootPath);}}WatchedEvent we new WatchedEvent(event);if (LOG.isDebugEnabled()) {LOG.debug(Got we for sessionid 0x Long.toHexString(sessionId));}eventThread.queueEvent( we );return;}......}
对于一个服务端的响应客户端由SendThread.readResponse(ByteBuffer incomingBuffer)方法来统一处理如果响应头replyHdr中标识的XID为-1标识这个是一个通知类型响应对其的处理大体上分为4个步骤 反序列化replyHdr.deserialize(bbia, “header”); 方法Zookeeper客户端接收到请求首先将字节流转换成WatcherEvent对象处理Chrootpath如果客户端设置了chrootPath属性那么要对服务端传过来的完整的节点路径进行chrootPath处理生成客户端的一个相对节点路径例如客户端设置差rootPath为/appl那么针对服务器端传来的响应节点路径为/appl/locks经过chrootPath处理后就变成相对路径/locks。还原WatchedEvent通过接收到的WatcherEvent得到WatchedEvent回调Watcher最后将WatchedEvent对象交给EventThread线程在下一个轮询周期中进行Watcher回调。
EventThread处理事件通知
如上流程中服务的的Watcher时间通知最终交给了EventThread线程来处理EventThread是Zookeeper客户端中专门用来处理服务器端通知的事件线程我们看下EventThread中是怎么处理的。由上面代码中queueEvent 方法入口
public void queueEvent(WatchedEvent event) {if (event.getType() EventType.None sessionState event.getState()) {return;}sessionState event.getState();// materialize the watchers based on the eventWatcherSetEventPair pair new WatcherSetEventPair(watcher.materialize(event.getState(), event.getType(),event.getPath()),event);// queue the pair (watch set event) for later processingwaitingEvents.add(pair);}如上 QueueEvent方法首先根据该通知事件从ZKWatchManager中取出所有相关Watchermateralize方法如下 private final MapString, SetWatcher dataWatches new HashMapString, SetWatcher();private final MapString, SetWatcher existWatches new HashMapString, SetWatcher();private final MapString, SetWatcher childWatches new HashMapString, SetWatcher();public SetWatcher materialize(Watcher.Event.KeeperState state,Watcher.Event.EventType type,String clientPath){SetWatcher result new HashSetWatcher();switch (type) {case None:......case NodeDataChanged:case NodeCreated:synchronized (dataWatches) {addTo(dataWatches.remove(clientPath), result);}synchronized (existWatches) {addTo(existWatches.remove(clientPath), result);}break;......}}final private void addTo(SetWatcher from, SetWatcher to) {if (from ! null) {to.addAll(from);}}以上代码中客户端识别出EventType后会从相应的Watcher存储即上代码中dataWatchesexistWatcheschildWatches中一个或者多个比如NodeCreated 事件类型从dataWatches ,和 existWatches中所有watcher中去掉对应的Watcher此处用的remove标识客户端的Watcher机制统一也是一次性的触发后该Watcher就失效了。接着利用Watcher封装成一个WatcherSetEventPair并且将这个对象加入一个阻塞队列LinkedBlockingQueue 中并且我们在ClientCnxn类中能找到一个run方法这个方法会不断的从阻塞队列中take出数据然后再发送对应的通知process进行串行同步处理这里的Watcher才是真正的客户端注册的Watcher调用这个Watcher的process方法就可以实现回调了保证FIFO。
Overridepublic void run() {try {isRunning true;while (true) {Object event waitingEvents.take();if (event eventOfDeath) {wasKilled true;} else {processEvent(event);}......}} catch (InterruptedException e) {
......}
......}Watcher特性总结
通过我们上面的分析了解了Watcher机制的相关接口定义以及Watcher的各类事件我们以Zookeeper节点的数据内容过期接口为例从Zookeeper客户端进行Watcher注册服务的处理Watcher以及客户端回调watcher三方面阶段讲解了ZooKeeper的Watcher工作机制发现Watcher有以下几个特点
一次性
无论是客户端还是服务端一个Watcher被触发ZooKeeper都会将其从相应的存储中移除因此开发人员在Watcher的使用上要记住的一点是要反复注册这样的设计有效的减轻了服务端的压力如果注册一个Watcher后一直有效针对那些非常频繁的节点服务端会不断向客户端发送事件通知无论对网络还是服务器性能都有非常大影响
客户端串行执行
客户端watcher回调的过程是一个串行同步的过程这保证了顺序性同事需要开发人员注意不要因为一个Watcher的处理逻辑影响了整个客户端Watcher回调
轻量级
WatchedEvent是整个ZooKeeperWatcher通知机制的最小单元这个数据结构只包含三部分内容通知状态事件类型节点路径。也就是说Watcher通知非常简单只告诉客户端发生了事件而不说明具体的内容。 例如针对NodeDataChanged时间ZooKeeper的Watcher只通知客户端指定数据节点的数据内容发生了变更而对于原始数据以及变更后的数据都无法直接获取需要主动获取这也是Watcher机制的一个重要特性 另外客户端向服务端注册Watcher时候并不会吧客户端真实的watcher对象传到服务端仅仅是在客户端请求中使用boolean类型属性标记同事服务端也只保存当前连接的ServerCnxn对象轻量级设计使Watcher机制在网络开销和服务端内存开销上都非常廉价。
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