ClickHouse Keeper 源码：从分布式协调到技术深挖

ClickHouse Keeper 是 ClickHouse 社区在 21.8 版本中引入的一项重量级功能。它是一款完全兼容 Zookeeper 协议的分布式协调服务，旨在为 ClickHouse 集群提供高效且可靠的协调服务。ClickHouse Keeper 的出现，不仅完善了 ClickHouse 的生态系统，也为我们深入探索分布式协调服务的内部奥秘提供了契机。

揭秘 ClickHouse Keeper 源码

ClickHouse Keeper 的源码位于 ClickHouse GitHub 仓库的 keeper 目录中。源码的结构清晰明了，主要由以下几个部分组成：

• 源代码目录结构： 该目录下包含了 ClickHouse Keeper 的源代码文件，包括头文件、源文件和配置文件等。
• 文档目录： 该目录下存放了 ClickHouse Keeper 的文档，包括用户手册、设计文档和教程等。
• 测试目录： 该目录下包含了 ClickHouse Keeper 的测试代码，用于对代码的正确性和稳定性进行验证。
• 工具目录： 该目录下存放了 ClickHouse Keeper 的工具，包括构建脚本、打包脚本和部署脚本等。

ClickHouse Keeper 的架构设计

ClickHouse Keeper 采用经典的分布式协调服务架构，由以下组件组成：

• 服务器： 负责处理客户端请求并维护数据一致性。
• 客户端： 负责向服务器发送请求并接收响应。
• 存储： 用于持久化存储数据。

ClickHouse Keeper 的服务器采用多副本机制，以确保数据的高可用性和可靠性。每个服务器都维护着相同的数据副本，当一台服务器发生故障时，其他服务器可以继续提供服务。

ClickHouse Keeper 的关键特性

ClickHouse Keeper 具有以下几个关键特性：

• 兼容 Zookeeper 协议： ClickHouse Keeper 完全兼容 Zookeeper 协议，这意味着它可以使用 Zookeeper 客户端库进行访问。这使得 ClickHouse Keeper 可以轻松集成到现有的 Zookeeper 生态系统中。
• 高可用性： ClickHouse Keeper 采用多副本机制，可以确保数据的冗余和高可用性。当一台服务器发生故障时，其他服务器可以继续提供服务。
• 强一致性： ClickHouse Keeper 提供强一致性保证，这意味着所有客户端看到的同一个数据项的值是一致的。
• 高性能： ClickHouse Keeper 采用高效的内存管理机制，可以提供高性能的数据读写操作。

ClickHouse Keeper 与 Zookeeper 的对比

ClickHouse Keeper 与 Zookeeper 都是分布式协调服务，但它们之间也存在一些差异。

• 协议兼容性： ClickHouse Keeper 完全兼容 Zookeeper 协议，而 Zookeeper 仅支持自己的协议。
• 高可用性： ClickHouse Keeper 采用多副本机制，可以确保数据的冗余和高可用性。Zookeeper 也提供高可用性，但其多副本机制不如 ClickHouse Keeper 完善。
• 强一致性： ClickHouse Keeper 提供强一致性保证，而 Zookeeper 仅提供弱一致性保证。
• 性能： ClickHouse Keeper 采用高效的内存管理机制，可以提供高性能的数据读写操作。Zookeeper 的性能也很好，但不如 ClickHouse Keeper 高效。

源码深挖，技术揭秘

架构设计剖析

ClickHouse Keeper 的架构设计非常精巧，它采用了多副本机制和 Raft 共识算法来保证数据的可靠性和一致性。多副本机制确保了当一台服务器发生故障时，其他服务器可以继续提供服务。Raft 共识算法则保证了所有服务器上的数据保持一致。

关键特性实现解析

ClickHouse Keeper 的关键特性包括兼容 Zookeeper 协议、高可用性、强一致性和高性能。这些特性的实现都非常巧妙，值得深入研究。

• 兼容 Zookeeper 协议： ClickHouse Keeper 通过实现 Zookeeper 协议来实现兼容性。它使用了一套称为 Zab 的协议库来实现 Zookeeper 协议。Zab 库是一个开源的、高性能的 Zookeeper 协议实现，它可以帮助 ClickHouse Keeper 轻松实现 Zookeeper 协议的兼容性。
• 高可用性： ClickHouse Keeper 通过多副本机制来实现高可用性。它将数据副本存储在多个服务器上，当一台服务器发生故障时，其他服务器可以继续提供服务。多副本机制确保了数据的冗余和高可用性。
• 强一致性： ClickHouse Keeper 通过 Raft 共识算法来实现强一致性。Raft 共识算法是一种分布式一致性算法，它可以保证所有服务器上的数据保持一致。Raft 共识算法非常高效，它可以帮助 ClickHouse Keeper 提供强一致性保证。
• 高性能： ClickHouse Keeper 通过高效的内存管理机制来实现高性能。它使用了一套称为 jemalloc 的内存分配器来管理内存。jemalloc 是一个开源的、高性能的内存分配器，它可以帮助 ClickHouse Keeper 提高内存分配和释放的效率。

源码与 Zookeeper 的对比分析

ClickHouse Keeper 的源码与 Zookeeper 的源码非常相似，这主要是因为 ClickHouse Keeper 兼容 Zookeeper 协议。然而，两者的源码也存在一些差异。

• 架构设计： ClickHouse Keeper 的架构设计更加精巧，它采用了多副本机制和 Raft 共识算法来保证数据的可靠性和一致性。Zookeeper 的架构设计则相对简单，它仅采用单副本机制和 Paxos 共识算法。
• 关键特性实现： ClickHouse Keeper 的关键特性实现更加高效，它使用了 Zab 库和 jemalloc 库来实现兼容 Zookeeper 协议和高性能。Zookeeper 的关键特性实现则相对简单，它直接使用了 Zookeeper 协议和默认的内存分配器。
• 性能： ClickHouse Keeper 的性能优于 Zookeeper，这主要是因为 ClickHouse Keeper 采用了多副本机制和 Raft 共识算法。Zookeeper 的性能也不错，但不如 ClickHouse Keeper 高效。