PHP ZooKeeper分布式应用开发

ZooKeeper是一个中心化服务,用于分布式应用下的配置同步和协调,提供统一配置服务,统一命名服务,分布式同步,集群管理等。Zookeeper 从设计模式角度来看,是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架,它负责存储和管理大家都关心的数据,然后接受观察者的注册,一旦这些数据的状态发生变化,Zookeeper 就将负责通知已经在 Zookeeper 上注册的那些观察者做出相应的反应。ZooKeeper的应用场景包括:统一命名服务;配置管理;集群管理;队列管理等。

ZooKeeper作为一个Java应用程序,有大神开发了PHP的扩展:php-zookeeper。利用ZooKeeper,我们可以让分布式的PHP应用程序协调产生leader,为woker分配任务,当leader崩溃时,自动选举产生leader;也可以作分布式的锁和队列。

ZooKeeper本身是一个集群,至少需要表示3台,只要超过半数节点正常就可以工作,避免单点故障。首先需要安装JDK环境

yum search java | grep 'java-'
sudo yum install java-1.8.0-openjdk-devel

然后安装ZooKeeper,从官网下载

tar zxfv zookeeper-3.4.6.tar.gz
cd zookeeper-3.4.6/src/c
./configure --prefix=/usr/
make
sudo make install

#创建libzookeeper.conf,内容为/usr/lib,以便编译扩展使用
sudo vim /etc/ld.so.conf.d/libzookeeper.conf
#使配置生效
sudo ldconfig

然后安装PHP的扩展

cd
git clone https://github.com/andreiz/php-zookeeper.git
cd php-zookeeper
phpize
./configure
make
sudo make install

更改php.ini配置,增加以下内容

[zookeeper]
extension = zookeeper.so

查看是否加载成功

php -m | grep zookeeper

更改ZooKeeper配置,可以改变里面的DataDir熟悉,默认在/tmp下面

cp conf/zoo_sample.cfg conf/zoo.cfg
vim conf/zoo.cfg

然后终端A里面运行ZooKeeper,通过shell进行交互

cd zookeeper-3.4.6/bin
./zkServer.sh start
./zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181
create /test hello
;Created /test
ls /
;[test, zookeeper]

这时便已成功连到了ZooKeeper,并创建了一个名为“/test”的znode。ZooKeeper以树形结构保存数据。这很类似于文件系统,但“文件夹”又和文件很像。znode是ZooKeeper保存的实体。

新建一个PHP脚本来测试一下

<?php
 
class ZookeeperDemo extends Zookeeper {
 
  public function watcher( $i, $type, $key ) {
    echo "Insider Watcher\n";
 
    // Watcher gets consumed so we need to set a new one
    $this->get( '/test', array($this, 'watcher' ) );
  }
 
}
 
$zoo = new ZookeeperDemo('127.0.0.1:2181');
$zoo->get( '/test', array($zoo, 'watcher' ) );
 
while( true ) {
  echo '.';
  sleep(2);
}

在新的终端B里面运行这个脚本

$ php zookeeperdemo1.php

返回刚才的那个终端A里面,改变节点“/test”存储的数据

set /test world

这时候在终端B里面变化打印“Insider Watcher”。注意:这里注册的回到函数仅支持对象的方法,不支持普通的函数。

前面说过,ZooKeeper是一个基于观察者模式设计的分布式服务管理框架。Zookeeper提供了绑定在znode上的监听器,一旦监听到znode数据发生变化,便会通知所有注册的客户端。所以也可以应用于发布订阅模式。

这篇文章还举例,如何让多个PHP脚本自动选举leader,分配工作。

<?php
 
class Worker extends Zookeeper {
 
  const CONTAINER = '/cluster';
 
  protected $acl = array(
                    array(
                      'perms' => Zookeeper::PERM_ALL,
                      'scheme' => 'world',
                      'id' => 'anyone' ) );
 
  private $isLeader = false;
 
  private $znode;
 
  public function __construct( $host = '', $watcher_cb = null, $recv_timeout = 10000 ) {
    parent::__construct( $host, $watcher_cb, $recv_timeout );
  }
 
  public function register() {
    if( ! $this->exists( self::CONTAINER ) ) {
      $this->create( self::CONTAINER, null, $this->acl );
    }
 
    $this->znode = $this->create( self::CONTAINER . '/w-',
                                  null,
                                  $this->acl,
                                  Zookeeper::<span class="KSFIND_CLASS" id="0KSFindDIV">EPHEMER</span>AL | Zookeeper::SEQUENCE );
 
    $this->znode = str_replace( self::CONTAINER .'/', '', $this->znode );
 
    printf( "I'm registred as: %s\n", $this->znode );
 
    $watching = $this->watchPrevious();
 
    if( $watching == $this->znode ) {
      printf( "Nobody here, I'm the leader\n" );
      $this->setLeader( true );
    }
    else {
      printf( "I'm watching %s\n", $watching );
    }
  }
 
  public function watchPrevious() {
    $workers = $this->getChildren( self::CONTAINER );
    sort( $workers );
    $size = sizeof( $workers );
    for( $i = 0 ; $i < $size ; $i++ ) {
      if( $this->znode == $workers[ $i ] ) {
        if( $i > 0 ) {
          $this->get( self::CONTAINER . '/' . $workers[ $i - 1 ], array( $this, 'watchNode' ) );
          return $workers[ $i - 1 ];
        }
 
        return $workers[ $i ];
      }
    }
 
    throw new Exception(  sprintf( "Something went very wrong! I can't find myself: %s/%s",
                          self::CONTAINER,
                          $this->znode ) );
  }
 
  public function watchNode( $i, $type, $name ) {
    $watching = $this->watchPrevious();
    if( $watching == $this->znode ) {
      printf( "I'm the new leader!\n" );
      $this->setLeader( true );
    }
    else {
      printf( "Now I'm watching %s\n", $watching );
    }
  }
 
  public function isLeader() {
    return $this->isLeader;
  }
 
  public function setLeader($flag) {
    $this->isLeader = $flag;
  }
 
  public function run() {
    $this->register();
 
    while( true ) {
      if( $this->isLeader() ) {
        $this->doLeaderJob();
    }
    else {
      $this->doWorkerJob();
    }
 
      sleep( 2 );
    }
  }
 
  public function doLeaderJob() {
    echo "Leading\n";
  }
 
  public function doWorkerJob() {
    echo "Working\n";
  }
 
}
 
$worker = new Worker( '127.0.0.1:2181' );
$worker->run();

打开多个终端运行这个脚本。使用Ctrl+c或其他方法退出第一个脚本。刚开始不会有任何变化,worker可以继续工作。后来,ZooKeeper会发现超时,并选举出新的leader。

除此之外,利用这个扩展还可以实现一下其他的应用场景,比如排他锁和共享锁:php-zookeeper-recipes

参考链接:
Distributed application in PHP with Apache Zookeeper
分布式服务框架 Zookeeper — 管理分布式环境中的数据
使用Apache Zookeeper分布式部署PHP应用程序
分布式服务框架:Zookeeper

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