通过Java操作Zookeeper

原谅链接： https://mp.weixin.qq.com/s/PgDXSFGnA7kZNX7Qpxg04A

之前写了一篇通过zkCli操作zookeeper的文章，这一篇是通过Java操作zookeeper的文章，代码在这: https://github.com/liangyt/ZookeeperTest/tree/master/base

因为使用的是 zookeeper-3.5.5 版本，所以使用对应的版本。

<dependency>
    <groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
    <artifactId>zookeeper</artifactId>
    <version>3.5.5</version>
</dependency>

有一些回调的定义类比较简单，这里不就列表出来了，可以进代码直接翻看就行了。

一、连接服务

要操作zookeeper第一件事就是连接上zookeeper服务器:

在类 {common.ZkConnect}

/**
 * 创建zk连接
 * @return
 * @throws IOException
 */
public static ZooKeeper instance() throws IOException {
    ZooKeeper zk = new ZooKeeper(
            "localhost:2181", // 连接的服务地址
            5000,  // 会话超时时间, 在超时时间内会进行心跳检测；如果超过这个时间没有心跳检测，则服务端认为这个会话超时了
            new DefaultWatcher() // 默认的会话监听器, 如果设置为 null 则表示没有默认的监听器了
    );
    return zk;
}

/**
 * 创建zk连接
 * @return
 * @throws IOException
 */
public static ZooKeeper instance(CountDownLatch latch) throws IOException {
    ZooKeeper zk = new ZooKeeper(
            "localhost:2181", // 连接的服务地址
            5000,  // 会话超时时间, 在超时时间内会进行心跳检测；如果超过这个时间没有心跳检测，则服务端认为这个会话超时了
            new DefaultWatcher(latch) // 默认的会话监听器, 如果设置为 null 则表示没有默认的监听器了
    );
    return zk;
}

/**
 * 创建zk连接
 * @param sessionId 会话id zk.getSessionId()
 * @param sessionpwd 会话密码 zk.getSessionPasswd()
 * @return
 * @throws IOException
 */
public static ZooKeeper instance(long sessionId, byte[] sessionpwd) throws IOException {
    ZooKeeper zk = new ZooKeeper(
            "127.0.0.1:2181",
            5000,
            new DefaultWatcher(),
            sessionId,
            sessionpwd
            );

    return zk;
}

/**
 * 创建zk连接
 * @param sessionId 会话id zk.getSessionId()
 * @param sessionpwd 会话密码 zk.getSessionPasswd()
 * @Param latch 同步对象
 * @return
 * @throws IOException
 */
public static ZooKeeper instance(long sessionId, byte[] sessionpwd, CountDownLatch latch) throws IOException {
    ZooKeeper zk = new ZooKeeper(
            "127.0.0.1:2181",
            5000,
            new DefaultWatcher(latch),
            sessionId,
            sessionpwd
        );
    return zk;
}

创建了几个连接zookeeper服务器的简易方法，设置了默认的服务器地址[127.0.0.1:2181]，这个地址可以是单台服务，也可以是集群服务，如果是群集的话则格式为 [ip1:port1,ip2:port2 ...]。

二、创建节点

节点的创建方法有几个:

image

这6个方法分同步和异步，不带 callback 的是同步方法。

具体使用方法看这个类:{base1.CreateTest}

private static void normalCreate(ZooKeeper zk) throws KeeperException, InterruptedException {
    zk.create(
            "/zk-java-01", // 节点路径
            "你们好".getBytes(), // 节点内容

            /**
             * 节点权限 ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE -> 是 world anyone 所有的权限
             * 可以自已定义一个权限列表: ArrayList<ACL>
             * new ACL("per", "ID") 构成一个权限对象 可以设置多个
             * per 表示操作权限：READ = 1; WRITE = 2; CREATE = 4; DELETE = 8; ADMIN = 16; ALL = 31;
             * ID 表示授权对象 new ID("scheme", "id") 如 new ID("world", "anyone")
             */
            ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,

            /**
             * 节点类型: 使用 zkCli 客户端创建节点一般是只有前四种
             * PERSISTENT 持久型
             * PERSISTENT_SEQUENTIAL 持久有序型
             * EPHEMERAL 临时型
             * EPHEMERAL_SEQUENTIAL 临时有序型
             * CONTAINER 容器节点，用于Leader、Lock等特殊用途，当容器节点不存在任何子节点时，容器将成为服务器在将来某个时候删除的候选节点
             * PERSISTENT_WITH_TTL 有TTL[存活时间]的永久节点，节点在TTL时间之内没有得到更新并且无子节点，就会被自动删除 需要配合另外一个参数一起
             * PERSISTENT_SEQUENTIAL_WITH_TTL 有TTL[存活时间]和有序的永久节点，节点在TTL时间之内没有得到更新并且无子节点，就会被自动删除 需要配合另外一个参数一起
             */
            CreateMode.PERSISTENT // 永久节点
    );
}

public static void statCreate(ZooKeeper zk, String path) throws KeeperException, InterruptedException {
    // 用于保存节点创建完成后的状态信息
    Stat stat = new Stat();
    String p = zk.create(
            path,
            "带自定义状态".getBytes(),
            ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,
            CreateMode.PERSISTENT,
            /**
             * 节点状态:
             * czxid;
             * mzxid;
             * ctime;
             * mtime;
             * version;
             * cversion;
             * aversion;
             * ephemeralOwner;
             * dataLength;
             * numChildren;
             * pzxid;
             */
            stat
    );

    System.out.println("path ->" + p);
    System.out.println("stat -> " + stat);
}

private static void asyncCreate(ZooKeeper zk) throws InterruptedException {
    zk.create(
            "/zk-java-async-01",
            "带自定义状态".getBytes(),
            ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,
            CreateMode.PERSISTENT,
            new BaseStringCallback(), // 节点创建完成的回调
            "我是异步创建节点"
    );
}

三、获取节点数据

image

获取节点数据有四个方法，使用主要看类:{base1.GetTest}

public static String getData(ZooKeeper zk, Stat stat) throws KeeperException, InterruptedException {
    byte[] data = zk.getData(
            "/zk-java-stat-01", // 节点路径
            true,  // 是否使用默认监听器
            stat // 用于存放服务器返回的 stat
    );

    System.out.println("data -> " + new String(data));

    System.out.println("aversion -> " + stat.getAversion());
    System.out.println("ctime -> " + stat.getCtime());
    System.out.println("cversion -> " + stat.getCversion());
    System.out.println("dataLength -> " + stat.getDataLength());
    System.out.println("version -> " + stat.getVersion());

    return new String(data);
}

public static String getDataNewWatcher(ZooKeeper zk) throws KeeperException, InterruptedException {

    Stat stat = new Stat();
    byte[] data = zk.getData(
            "/zk-java-stat-01",
            new CustomWatcher(), // 注册节点内容变更监听
            stat
    );

    System.out.println("data -> " + new String(data));

    return new String(data);
}

private static void asyncGetData(ZooKeeper zk) {
    zk.getData(
            "/zk-java-stat-01",
            false, // 不使用监听器
            new DataCallback(), // 异步获取数据的回调
            "异步获取数据"
    );

    zk.getData(
            "/zk-java-stat-01",
            new CustomWatcher(), // 使用自定义数据变更监听器 节点内容变更监听
            new DataCallback(), // 异步获取数据的回调
            "异步获取监听数据"
    );
}

四、更新节点数据

image

更新节点数据方法只有两个了，使用方法看类:{base1.UpdateTest}

public static void main(String[] args) throws Exception {
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
    ZooKeeper zk = ZkConnect.instance(latch);
    latch.await();

    Stat gStat = new Stat();
    String oldData = GetTest.getData(zk, gStat);

    System.out.println("oldData -> " + oldData);
    System.out.println("oldVersion -> " + gStat.getVersion());

    Stat stat = zk.setData(
            "/zk-java-stat-01", // 节点路径
            "我是新数据".getBytes(), // 新数据
            gStat.getVersion() // 如果版本号跟服务器上保存的不一样， 则此时出现异常 org.apache.zookeeper.KeeperException$BadVersionException: KeeperErrorCode = BadVersion for /zk-java-stat-01
            );
    // 此时版本号已更新
    System.out.println("newVersion -> " + stat.getVersion());

    CountDownLatch latch1 = new CountDownLatch(1);
    zk.setData(
            "/zk-java-stat-01", // 节点路径
            "我是异步更新新数据".getBytes(), // 新数据
            stat.getVersion(),
            new StatCallback(latch1),
            "异步更新数据"
    );

    latch1.await();
}

五、删除节点

image.gif

两个方法，一个同步删除，一个异步删除。代码在类:{base1.DeleteTest}

private static void baseDelete(ZooKeeper zk) throws KeeperException, InterruptedException {
    zk.delete(
            "/zk-java-01", // 需要删除的节点全路径
            0 // 删除节点的版本号 如果版本号对不上的话则删除失败
    );
}

private static void asyncDelete(ZooKeeper zk) {
    zk.delete(
            "/zk-java-01",
            0,
            new BaseVoidCallback(), // 删除回调
            "删除基本节点"
    );
}

六、获取子节点列表

image

获取子节点列表的方法比较多，这里试了一个同步一个异步的，类:{base1.GetChildrenTest}

public static void main(String[] args) throws Exception {
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
    ZooKeeper zk = ZkConnect.instance(latch);
    latch.await();

    // 直接获取节点的子节点
    List<String> children = getChildren(zk, "/zk-java-stat-01");

    System.out.println("children -> " + children);

    // 添加一个子节点
    // 重复添加子节点出现节点重复异常
    // org.apache.zookeeper.KeeperException$NodeExistsException: KeeperErrorCode = NodeExists for /zk-java-stat-01/child
    CreateTest.statCreate(zk, "/zk-java-stat-01/child01");

    // 再次获取子节点
    children = getChildren(zk, "/zk-java-stat-01");

    System.out.println("children -> " + children);

    // 异常获取子节点列表 并添加一个自定义子节点列表变更监听
    latch = new CountDownLatch(1);
    zk.getChildren(
            "/zk-java-stat-01",
            new CustomWatcher(),
            new ChildrenCallback(latch),
            "异步获取子节点列表"
    );

    latch.await();
}

private static List<String> getChildren(ZooKeeper zk, String pPath) throws KeeperException, InterruptedException {
    // 返回的子节点列表路径都是相对于父节点的路径，而不是全路径
    return zk.getChildren(
                pPath, // 需要获取子节点列表的节点路径
                false // 不添加监听
        );
}

七、权限

image

设置权限有两个方法，也比较简单；类:{base1.AclTest}

public static void main(String[] args) throws Exception {
    String node = "/zk-java-acl";

    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);
    ZooKeeper zk = ZkConnect.instance(latch);
    latch.await();

    // 设置超级权限
    /**
     * 设置超级账户连接， super:id 这是 digest:id 的一种特殊方式
     * 启用超级账户需要启动zookeeper服务的时候配置对应的参数(这种提供两种方式)：
     * 1. 启动的时候直接添加 -Dzookeeper.DigestAuthenticationProvider.superDigest=zookeeper:qW/HnTfCSoQpB5G8LgkwT3IbiFc=
     * 2. 在配置文件 zoo.cfg 里面配置 DigestAuthenticationProvider.superDigest=zookeeper:qW/HnTfCSoQpB5G8LgkwT3IbiFc=
     * 这两种方式都可以配置超级账户，账户可以自定义，结果： BASE64(SHA-1)
     * 可以命令行生成也可以java代码运行生成:
     * java:  DigestAuthenticationProvider.generateDigest(name:password)
     *
     */
    zk.addAuthInfo("digest", "zookeeper:admin".getBytes());

    // 先创建一个永久节点, 权限为 ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE
    // 如果报节点已存在异常 则把这一行注释掉
    // org.apache.zookeeper.KeeperException$NodeExistsException: KeeperErrorCode = NodeExists for /zk-java-acl
    CreateTest.statCreate(zk, node);

    // 获取节点的权限
    Stat stat = new Stat();
    List<ACL> acls = zk.getACL(
            node, // 需要获取权限信息的节点
            stat // 回设节点状态
    );
//
//        //  [31,s{'world,'anyone}] 这是默认创建的节点权限
    System.out.println("acls ->" + acls);
    System.out.println("aclVersion -> " + stat.getAversion());

    // 异步获取节点权限
    zk.getACL(node, stat, new AsyncCallback.ACLCallback() {
        @Override
        public void processResult(int resultCode, String path, Object ctx, List<ACL> list, Stat stat) {
            System.out.println("async acls ->" + list);
        }
    }, "异步获取权限");

//
    String auth = "name:password";
    // 对节点设置权限
    acl(node, zk, stat, auth);


    // 另起一个无权限会话 读取该节点的数据看看
//        noAuthGetData(node);

    // 另起一个会话并设置权限 读取该节点数据
    authGetData(node, auth);

    // 删除节点
    zk.getData(node, null, stat);
    zk.delete(node, stat.getVersion());
}

// 给节点设置权限
private static void acl(String node, ZooKeeper zk, Stat stat, String auth) throws NoSuchAlgorithmException, KeeperException, InterruptedException {
    // 创建授权对象
    Id id = new Id("digest", DigestUtil.digest(auth));
    // 可以定义一个 ip 模式的授权对象
//        Id ipId = new Id("ip", "192.168.3.17");

    // 定义操作权限
    ACL aclRead = new ACL(ZooDefs.Perms.READ, id); // 读取权限
    ACL aclCrd = new ACL(ZooDefs.Perms.CREATE, id); // 创建权限
    ACL aclDel = new ACL(ZooDefs.Perms.DELETE, id); // 删除权限
    ACL aclUpd = new ACL(ZooDefs.Perms.WRITE, id); // 更新权限
    ACL aclAdm = new ACL(ZooDefs.Perms.ADMIN, id); // 权限管理权限

    // 对节点 /zk-java-acl 设置权限
    List<ACL> acls = new ArrayList<>();
    acls.add(aclRead);
    acls.add(aclUpd);

    // 返回状态 权限版本号已改变了
    Stat aclStat = zk.setACL(node, acls, stat.getAversion());
    System.out.println("aclStatVersion -> " + aclStat.getAversion());
}

private static void authGetData(String node, String auth) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
    CountDownLatch latch1 = new CountDownLatch(1);
    ZooKeeper authZk = ZkConnect.instance(latch1);
    latch1.await();

    // 设置会话权限
    authZk.addAuthInfo("digest", auth.getBytes());

    Stat stat = new Stat();

    byte[] dataAuth = authZk.getData(node, false, stat);
    System.out.println("dataAuth -> " + new String(dataAuth));

    // 没有更新权限，看看能否更新
    authZk.setData(node, "试试能否更新成功".getBytes(), stat.getVersion());
}

// 测试没有读取权限的会话去读取数据是什么样的
private static void noAuthGetData(String node) throws IOException, InterruptedException, KeeperException {
    CountDownLatch latch1 = new CountDownLatch(1);
    ZooKeeper noAuthZk = ZkConnect.instance(latch1);
    latch1.await();

    // 出现异常
    // org.apache.zookeeper.KeeperException$NoAuthException: KeeperErrorCode = NoAuth for /zk-java-acl
    byte[] dataNoAuth = noAuthZk.getData(node, false, null);
    System.out.println("dataNoAuth -> " + new String(dataNoAuth));
}
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