Kazoo Python Zookeeper 选主

本文讲述基于zookeeper选主与故障切换的方法。我们的例子使用的是python。

使用的库是kazoo，安装方式

pip install kazoo 

应用场景：

• 多个实例部署，但不是“去中心化”的部署方式；
• 有且只有一个节点作为master，履行master的职责，在例子中是注册调度器；
• 其他实例作为slave，不提供调度功能，但是在master节点挂掉之后，可以重新进行选主调度。

1、注册调度器

我们只给出伪代码，简单的打印调度器注册结果。

# -*- coding:utf-8 -*-


# 调度器注册和关闭
# 模拟主节点的职责
class MyScheduler(object):

    # 注册调度器
    def init_scheduler(self):
        print '########## 开启调度器成功 ############'

    # 关闭调度器
    def stop_scheduler(self):
        print '########## 关闭调度器成功 ############'

2、选主与故障切换代码

1）使用add_listener注册监听器，监听zookeeper会话超时，Session Expired，否则在会话超时的场景中会出现锁不一致的问题，可以参看这篇文章。

• 会话超时之后，我们要重新建立Session，在我们的例子里，会循环直到Session重新建立。
• 重新注册Watcher，因为Watcher会随着Session失效而失效。在我们的例子里，通过执行get_children重新注册了Watcher。

2）向zookeeper注册自己，使用参数makepath=True级联创建节点；使用参数ephemeral=True, sequence=True参数，也就是创建临时有序节点：

• 当实例挂掉，session断开，注册的节点会自行消失
• 有序节点，会节点后添加一个有序编号

3）注册Watcher，观察/dmonitor/master的子节点，当发生以下事件时：

• Created：新增子节点
• Deleted：删除子节点
• Changed：子节点数据变化
• Child：子节点的下一级节点

进行重新选主。

# -*- coding:utf-8 -*-

import socket
import traceback
from kazoo.client import KazooClient
from kazoo.client import KazooState
from MyScheduler import MyScheduler


class HAMaster(object):

    def __init__(self):
        self.path = '/dmonitor/master'
        self.scheduler = MyScheduler()
        self.zk = KazooClient('10.93.21.21:2181,10.93.18.34:2181,10.93.18.35:2181', timeout=10)
        self.zk.start()
        self.zk.add_listener(self.my_listener)
        self.is_leader = False

    def create_instance(self):
        instance = self.path + '/' + socket.gethostbyname(socket.gethostname()) + '-'
        self.zk.create(path=instance, value="", ephemeral=True, sequence=True, makepath=True)

    # 选主逻辑: master节点下, 所有ephemeral+sequence类型的节点中, 编号最大的获得领导权.
    def choose_master(self):
        print "########## 选主开始 ############"
        instance_list = self.zk.get_children(path=self.path, watch=self.my_watcher)
        instance = max(instance_list).split('-')[0]
        # 本实例获得领导权
        if instance == socket.gethostbyname(socket.gethostname()):
            if not self.is_leader:
                self.scheduler.init_scheduler()
                self.is_leader = True
                print "######### 我被选为master, 我以前不是master, 注册调度 ##########"
            else:
                print "######### 我被选为master, 我以前是master, 不再注册调度 ##########"
        # 本实例没有获得领导权
        else:
            if self.is_leader:
                self.scheduler.stop_scheduler()
                self.is_leader = False
                print "######### 我被选为slave, 我以前不是slave, 关闭调度 ##########"
            else:
                print "######### 我被选为slave, 我以前是slave, 不再关闭调度 ##########"
        print "########## 选主完成 ############"

    def my_listener(self, state):
        if state == KazooState.LOST:
            print "########## 会话超时:KazooState.LOST ############"
            while True:
                try:
                    self.create_instance()
                    self.zk.get_children(path=self.path, watch=self.my_watcher)
                    print "########## 会话超时:重建会话完成! ############"
                    break
                except Exception, _:
                    traceback.print_exc()
        elif state == KazooState.SUSPENDED:
            print "########## 会话超时:KazooState.SUSPENDED ############"
        elif state == KazooState.CONNECTED:
            print "########## 会话超时:KazooState.CONNECTED ############"
        else:
            print "########## 会话超时:非法状态 ############"

    def my_watcher(self, event):
        if event.state == "CONNECTED" and event.type == "CREATED" or event.type == "DELETED" or event.type == "CHANGED" or event.type == "CHILD":
            print "########## 监听到子节点变化事件 ############"
            self.choose_master()
        else:
            print "########## 监听到未识别的事件 ############"

3、测试一下

测试代码如下

# -*- coding:utf-8 -*-
import time
from HAMaster import HAMaster

ha = HAMaster()
# 向zk注册自己
ha.create_instance()
# 进行选主
ha.choose_master()

while 1:
    time.sleep(10)

运行这个脚本，模拟如下几个场景：

1）初始选主

 顺序在两台机器上启动测试脚本。

client10

[data_monitor@bigdata-arch-client10 zookeeper]$ python run.py 

client11

[data_monitor@bigdata-arch-client11 zookeeper]$ python run.py 

client10输出

[data_monitor@bigdata-arch-client10 zookeeper]$ python run.py 
########## 选主开始 ############
########## 开启调度器成功 ############
######### 我被选为master, 我以前不是master, 注册调度 ##########
########## 选主完成 ############
########## 监听到子节点变化事件 ############
########## 选主开始 ############
######### 我被选为master, 我以前是master, 不再注册调度 ##########
########## 选主完成 ############

client11输出

[data_monitor@bigdata-arch-client11 zookeeper]$ python run.py 
########## 选主开始 ############
######### 我被选为slave, 我以前是slave, 不再关闭调度 ##########
########## 选主完成 ############

可以看到，client10倍选为主节点并注册调度器，client11作为slave节点。

2）主实例挂掉

我们把client10上的实例kill掉。

client10上不再输出

client11上总体输出如下

[data_monitor@bigdata-arch-client11 zookeeper]$ python run.py 
########## 选主开始 ############
######### 我被选为slave, 我以前是slave, 不再关闭调度 ##########
########## 选主完成 ############
########## 监听到子节点变化事件 ############
########## 选主开始 ############
########## 开启调度器成功 ############
######### 我被选为master, 我以前不是master, 注册调度 ##########
########## 选主完成 ############

可以看到监听到节点的变化，并进行了重新选主，client11被选为主节点(只剩他了)并注册了调度器。

tips：观察到节点变化的实效性是通过timeout=10参数控制的，也就是超过10s session不能维持就会认为实例挂了，zookeeper会删除节点。