架构师3- zk源码分析

3 ZooKeeper序列化和网络通信协议详解

序列化机制 zookeeper. jute 包 0:23:00 0:33:00

4个类 （Record InputArchive OutputArchive Index)

持久化机制 zookeeper.server.persistence 包 0:33:00 ~ 0:46:00

zookeeper本身是一个 leader, follower 对等架构（内部选举 leader）
每个节点上都保存了整个系统的所有数据
每个节点上的都把数据放在磁盘一份，放在内存一份

5个类 （ Txnlog SnapShot FileSnap FileTxnlog FileTxnSnaplog )

网络通信框架和 监听机制 apache.zookeeper.server 包 0:46:00 ~ 0:57 ：00

2个类 （ClientCnxn ServerCnxn）

image

监听机制 （Watcher Watcher Manager WatchedEvent（KeeperState EventType ） ）

image

Watcher，接口类型，其定义了process方法，需子类实现。
Event，接口类型，Watcher的内部类，无任何方法。
KeeperState，枚举类型，Event的内部类，表示Zookeeper所处的状态。
EventType，枚举类型，Event的内部类，表示Zookeeper中发生的事件类型。
WatchedEvent，表示对ZooKeeper上发生变化后的反馈，包含了KeeperState和EventType。
ClientWatchManager，接口类型，表示客户端的Watcher管理者，其定义了materialized方法，需子类实现。
ZKWatchManager，Zookeeper的内部类，继承ClientWatchManager。
MyWatcher，ZooKeeperMain的内部类，继承Watcher。
ServerCnxn，接口类型，继承Watcher，表示客户端与服务端的一个连接。
WatchManager，管理Watcher。

4 源码分析

4.1 服务启动 0:59 ：00 ~ 2：50：00

入口：\apache\zookeeper\server\quorum\QuorumPeerMain

main 方法——》

QuorumPeer类的 start()

4大步骤：

4.1.1 装载数据 0:59 ：00 ~ 1：57：00

/**
* 刚启动的时候，需要加载数据库, 从磁盘中的 数据快照文件 和 comitted logs 中恢复
* 涉及到的核心类是 ZKDatabase，并借助于 FileTxnSnapLog 工具类将 snap 和 transaction log
* 反序列化到内存中，最终构建出内存数据结构 DataTree。
* 总结：从事务日志目录dataLogDir和数据快照目录dataDir中恢复出DataTree数据
* 涉及到的核心类是ZKDatabase，并借助于FileTxnSnapLog工具类将snap和transaction log反序列化到内存中，最终构建出内存数据结构DataTree
*/

loadDataBase();

返回最大事务 zxid

4.1.2 准备通信连接 1：57：00 ~ 2:07:00

/**
* 服务连接：开启对客户端的连接端口,启动ServerCnxnFactory主线程
* ServerCnxnFactory的作用：构建reactor模型的EventLoop，Selector每隔1秒执行一次select方法来处理IO请求，
* 并分发到对应的代表该客户端的ServerCnxn中并利用doIO进行处理
* NIOServerCnxnFactory 负责 创建 ServerCnxn 负责和客户端进行数据读写通信的
* 调用这句代码的时候，跳转到 new ZooKeeperThread(this).start()
* this = cnxnFactory
* 跳转到自己的 run 方法
*/

cnxnFactory.start();    // 卡住了

4.1.3 选举 2:07:00 ~ 2:24:00

利用最大事务 zxid

/**

• 开始选举, 这儿并不是真正的选举，而是只是初始化选举需要的各种组件
  */

startLeaderElection();

/**

• TODO_MA 到此为止，一定要记得：
• 1、FastLeaderElection 的 WorkerReceiver 和 WorkerSender 都启动好了。
• 2、QuorumCnxManager 的 Listen监听 也启动好了，等待有其他 Server 的链接的话，就会创建成对的 RecvWorker 和 SendWorker
  /
  /*
• 线程启动 跳转到 run() 方法。
• 记得，上面的代码执行完了之后，会跳转到 run() 方法。 因为 QuorumPeer 是一个线程！
• 启动QuorumPeer线程，在该线程中进行服务器状态的检查
  */

super.start();

#### 4.5 启动过程图  
![image.png](https://img.haomeiwen.com/i11332520/92696c2b1a54d718.png?imageMogr2/auto-orient/strip%7CimageView2/2/w/1240)

#### 选举机制