Technologieaustausch

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Das Datenmodell von ZooKeeper weist ähnliche Merkmale wie die Baumstruktur eines Dateisystems auf, ist jedoch speziell für verteilte Anwendungen konzipiert.

Im Folgenden sind die Hauptmerkmale der ZooKeeper-Datenstrukturen aufgeführt:

1. Hierarchischer Namensraum : ZooKeeper stellt einen hierarchischen Namespace bereit, ähnlich einem Dateisystem. Jeder Knoten hat einen eindeutigen Pfad in der Hierarchie.

2. ZNode : Jeder Datenknoten in ZooKeeper wird als ZNode bezeichnet (ähnlich einer Datei oder einem Verzeichnis in einem Dateisystem). ZNode kann untergeordnete Knoten haben, die eine hierarchische Struktur bilden.

   1. Persistenter Knoten : Persistente Knoten sind der häufigste Knotentyp. Einmal erstellt, bleiben sie bestehen, sofern sie nicht ausdrücklich vom Client gelöscht werden. Auch wenn der ZooKeeper-Dienst neu gestartet wird, gehen persistente Knoten nicht verloren.

   2. Persistente Sequenz : Der persistente sequentielle Knoten ist eine Erweiterung des persistenten Knotens und hat sequentiellen Charakter. Bei der Erstellung hängt ZooKeeper eine vom übergeordneten Knoten verwaltete Sequenznummer an das Ende des Knotennamens an, um globale Eindeutigkeit sicherzustellen. Diese Art von Knoten wird normalerweise zur Implementierung von Szenarien verwendet, die eine geordnete Anordnung erfordern, beispielsweise verteilte Warteschlangen.

   3. Flüchtig : Der Lebenszyklus des temporären Knotens ist an die Clientsitzung gebunden. Wenn eine Client-Sitzung aufgrund von Netzwerkproblemen oder einem Client-Absturz abläuft, löscht ZooKeeper automatisch alle von der Sitzung erstellten temporären Knoten. Diese Funktion macht kurzlebige Knoten ideal für die Implementierung von Sperrmechanismen und die Wahl von Anführern.

   4. Vergängliche Sequenz : Temporäre sequentielle Knoten kombinieren die Funktionen temporärer Knoten und persistenter sequentieller Knoten. Sie haben eine begrenzte Lebensdauer und erhalten bei der Erstellung eine Seriennummer. Dies macht sie sehr nützlich bei der Implementierung verteilter Synchronisierungs- und Koordinierungsaufgaben, beispielsweise der Implementierung von Sperren oder anderen Synchronisierungsprimitiven.

   5. Containerknoten (Container) : Ein Containerknoten ist ein spezieller ZNode, der keine Daten speichert, aber untergeordnete Knoten enthalten kann. Solche Knoten können zum Organisieren und Strukturieren von Daten verwendet werden, ähnlich wie Verzeichnisse in einem Dateisystem.

   6. Innenknoten : Interne Knoten sind übergeordnete Knoten in ZooKeeper und können untergeordnete Knoten enthalten. Sie unterscheiden sich von Blattknoten dadurch, dass Blattknoten typischerweise zum Speichern von Daten verwendet werden, während interne Knoten zur Aufrechterhaltung von Hierarchien verwendet werden.

   7. Blattknoten : Blattknoten sind die Endknoten der ZNode-Hierarchie und werden normalerweise zum Speichern von Daten verwendet. Sie haben keine untergeordneten Knoten.

   8. TTL-Knoten (Time To Live) : TTL-Knoten sind eine neue Funktion, die in ZooKeeper Version 3.5.0 eingeführt wurde. Sie ermöglichen es Knoten, eine Lebensdauer (TTL) festzulegen. Wenn die TTL abläuft und der Knoten ein temporärer Knoten ist, wird er gelöscht. Wenn es sich um einen dauerhaften Knoten handelt, wird er zu einem temporären Knoten und wird gelöscht.

3. ACL (Zugriffskontrollliste):ZNode kann verschiedene Zugriffsberechtigungen festlegen, um zu steuern, welche Benutzer oder Benutzergruppen Knoten lesen oder ändern können.

4. Watcher-Mechanismus : Der Client kann Watcher auf ZNode setzen. Wenn sich ZNode ändert (z. B. Datenänderungen, Erhöhung oder Verringerung untergeordneter Knoten usw.), erhalten alle Clients mit eingerichtetem Watcher Benachrichtigungen.

5. Beharrlichkeit : Knoten können persistent sein, was bedeutet, dass persistente Knoten auch dann noch vorhanden sind, wenn der ZooKeeper-Dienst neu gestartet wird. Wenn der Knoten kurzlebig ist, wird er automatisch gelöscht, wenn die Clientsitzung, die ihn erstellt hat, endet.

6. Datenspeicher : Jeder ZNode kann Daten speichern, z. B. Zeichenfolgenwerte oder Binärdaten. Clients können diese Daten lesen und schreiben.

7. Sequentialität : Beim Erstellen eines sequentiellen Knotens hängt ZooKeeper eine Zahl an den Knotennamen an, die bei 0 beginnt und sich jedes Mal erhöht, wenn ein neuer Knoten erstellt wird. Dies garantiert eindeutige Knotennamen und kann zur Implementierung der FIFO-Reihenfolge verwendet werden.

8. Versionskontrolle : Jeder ZNode hat eine Versionsnummer. Immer wenn die Daten des Knotens geändert werden, wird die Versionsnummer erhöht. Dies kann verwendet werden, um zu überprüfen, ob ein Knoten nach dem Lesen geändert wurde.