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Zookeeper源码篇九：集群启动组件构成、启动流程源码分析

后端

前言

在前面的文章中，我们已经对Zookeeper的集群架构和选举算法进行了详细的讲解。相信大家对Zookeeper的集群工作原理已经有了比较深入的了解。在本篇文章中，我们将继续深入Zookeeper集群的启动过程，分析启动组件构成、启动流程源码，以便大家对Zookeeper集群的启动过程有更深入的理解。

集群启动组件构成

Zookeeper集群的启动过程主要涉及以下组件：

  • Zookeeper服务器进程 ：这是Zookeeper集群的核心组件，负责提供Zookeeper服务。
  • Zookeeper集群配置文件 ：该配置文件包含了集群的配置信息，例如服务器列表、选举算法等。
  • Zookeeper启动脚本 ：该脚本用于启动Zookeeper服务器进程。

启动流程源码分析

Zookeeper集群的启动流程主要分为以下几个步骤：

  1. 加载Zookeeper集群配置文件 ：Zookeeper服务器进程在启动时会加载Zookeeper集群配置文件，并从中读取集群的配置信息。
  2. 初始化Zookeeper服务器进程 ：Zookeeper服务器进程在加载了集群配置信息后，会初始化自身，包括创建数据目录、加载日志文件等。
  3. 启动Zookeeper服务器进程 ：Zookeeper服务器进程在初始化完成后，会启动自身，并开始监听客户端的请求。
  4. 加入Zookeeper集群 ：Zookeeper服务器进程在启动后，会尝试加入Zookeeper集群，并与其他服务器进行通信。
  5. 选举Leader ：Zookeeper集群在启动后，会选举出一个Leader服务器，该服务器负责协调集群中的其他服务器。

下面，我们就来详细分析一下Zookeeper集群启动流程的源码。

加载Zookeeper集群配置文件

Zookeeper集群配置文件通常位于/etc/zookeeper目录下，文件名是zoo.cfg。该配置文件包含了集群的配置信息，包括服务器列表、选举算法等。

# The number of milliseconds of each tick
tickTime=2000

# The number of ticks that the initial synchronization phase can take
initLimit=10

# The number of ticks that a server will wait until it believes that a peer is no longer alive
syncLimit=5

# The directory where the snapshot is stored.
# If not specified, the data directory will be used
dataDir=/var/lib/zookeeper

# The directory where the ZooKeeper transaction log is stored.
# If not specified, the data directory will be used
dataLogDir=/var/lib/zookeeper/log

# The maximum number of client connections that will be queued per address
maxClientCnxns=60

# The address that the ZooKeeper server will listen on.
# If the port is 0, the system will allocate an unused port
clientPort=2181

# The maximum number of connections allowed from a single client IP address
maxServerCnxns=60

# The directory where the ZooKeeper snapshot is stored.
# If not specified, the data directory will be used
snapshotDir=/var/lib/zookeeper/snap

# The number of ticks that a follower will wait until it receives a ping from the leader
# This is the timeout before the follower will drop the connection and attempt to reconnect
autopurge.purgeInterval=12

# The amount of time to retain snapshots before purging them
autopurge.snapRetainCount=3

初始化Zookeeper服务器进程

Zookeeper服务器进程在加载了集群配置信息后，会初始化自身，包括创建数据目录、加载日志文件等。

public void initialize() throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
    if (!FileUtil.isExists(dataDir)) {
        FileUtil.recursive mkdir(dataDir);
    }
    if (!FileUtil.isExists(dataLogDir)) {
        FileUtil.recursive mkdir(dataLogDir);
    }
    if (!FileUtil.isExists(snapshotDir)) {
        FileUtil.recursive mkdir(snapshotDir);
    }

    TxnLog txnLog = new TxnLog(dataLogDir, snapshotDir);
    dataDir = txnLog.getDataDir();
    snapshotDir = txnLog.getSnapshotDir();

    dataTree = new FileTreeImpl(dataDir);
    snapshots = new Snapshots(snapshotDir, txnLog);
    storage = new FileTxnSnapLog(dataTree, snapshots);

    snapCount = snapshots.getSnapshotCount();
    createZooKeeperServer();
    cfg = new Config();
    cfg.readFrom(new StringReader(serverConfig));
    watchManager = new WatchManager(this);
    watchManager.setWatchedEvent(WatchedEvent.EventType.NodeDataChanged);
    watchManager.addWatch("/zookeeper/config", cfg);
}

启动Zookeeper服务器进程

Zookeeper服务器进程在初始化完成后，会启动自身，并开始监听客户端的请求。

public void startup() {
    ZKDatabase zkDb = storage.load(clientPort);
    setZKDatabase(zkDb);
    server = new ZooKeeperServerImpl(this, zkDb, cfg);
    setServerState(ServerState.STARTING);
    quorumPeer.start();
    localPeerID = quorumPeer.getId();
    server.startup();
    setState(ServerState.RUNNING);
    new AdminServer.AdminServerMain(this).start();
}

加入Zookeeper集群

Zookeeper服务器进程在启动后，会尝试加入Zookeeper集群，并与其他服务器进行通信。

private synchronized void joinCluster() {
    if (quorumPeer.hasJoined()) {
        return;
    }
    quorumPeer.join();
    quorumPeer.waitForServerUp(configFileName, maxConnectTimeout);
}

选举Leader

Zookeeper集群在启动后，会选举出一个Leader服务器，该服务器负责协调集群中的其他服务器。

private void leadElection() {
    Election e = getElectionAlg();
    e.beginElection();
}

总结

本文详细分析了Zookeeper集群的启动组件构成和启动流程源码，帮助大家更深入地理解Zookeeper集群的启动过程。希望通过本文的讲解，大家能够对Zookeeper集群的启动过程有更深入的理解，从而更好地部署和管理Zookeeper集群。