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作者：fredalxin\
地址：https://fredal.xin/zookeeper-…
咱们能够应用 zookeeper 作为注册核心来实现服务的注册与发现，curator 框架提供了 curator-x-discovery 扩大实现了开箱即用的服务注册发现，但更多时候咱们还是抉择本人去实现，那这个时候咱们须要额定关注 zookeeper 的 1 个个性，即 wathcer。
在微服务场景中，watcher 机制次要提供了服务告诉性能，比方 Instance1 这个实例在 Service1 服务节点下注册了一个 emphemeral 子节点后，它的某个服务消费者依据依赖配置在 Service1 节点上注册了一个子节点 watcher，就如图中的红钥匙。
子节点类型的 watcher 会观测 Service1 的子节点，即 InstanceX 节点，但不会观测孙子节点 config1。那么当 Instance1 节点挂掉之后，watcher 能够做到告诉给注册本身的那个服务消费者，告诉完一次后 wacther 也就被销毁了。
wacther 原理框架
zookeeper 的 watcher 次要由 client、server 以及 watchManager 之间配合实现，包含 watcher 注册以及触发 2 个阶段。
在 client 端注册表为 ZkWatchManager，其中包含了 dataWatches、existWatches 以及 childWatches。在 server 端的注册表在 DataTree 类中，封装了 2 类 WatchManager，即 dataWatches 和 existWatches。dataWatches 代表以后节点的数据监听，childWathes 代表子节点监听，与 client 比少的 existWatches 也很容易了解，因为节点是否存在须要客户端去判断。
注册阶段客户端的 getData 和 exists 申请能够注册 dataWatches，getChilden 能够注册 childWatches。而触发阶段，setData 申请会触发以后节点 dataWatches，create 申请会触发以后节点 dataWatches 以及父节点的 childWatches，delete 申请则会触发以后节点、父节点、子节点的 dataWatches，以及父节点的 childWatches。
watchManager 蕴含两个十分重要的数据结构：watchTable 和 watch2Paths。前者示意 path-set<watcher>，后者示意 watcher-set<path>。留神这里的 watcher 含意示意近程连贯，所以 watchTable 示意一个目录下可能有多个消费者的监听连贯，而 watch2Paths 示意一个消费者可能会对多个目录建设监听，显然多目录的监听会复用一个连贯。
申请阶段的传输数据 (包含 watcher 信息) 会封装在 request 和 response 中，比方 getData 申请会封装 getDataRequest/getDataResponse。而触发阶段的 watcher 告诉则通过事件 event 进行通信，server 端会发送一个 watcherEvent，而 client 端则会将其转换成 watchedEvent 再进行解决。
每个客户端都会保护 2 个线程，SendThread 负责解决客户端与服务端的申请通信，比方发送 getDataRequest，而 EventThread 则负责解决服务端的事件告诉，即 watcher 的事件。
watcher 注册源码
咱们来看看 watcher 注册的局部源码。首先是在客户端，以 Zookeeper 中 getData 办法为例，会入队一个 watch 为 true 的 packet。
public byte[] getData(final String path, Watcher watcher, Stat stat)
throws KeeperException, InterruptedException {
...
GetDataRequest request = new GetDataRequest();
request.setPath(serverPath);
request.setWatch(watcher != null);
GetDataResponse response = new GetDataResponse();
ReplyHeader r = cnxn.submitRequest(h, request, response, wcb);
...
}能够看到这边封装了 GetDataRequest 以及 GetDataResponse，而 request 中设置了 watch 参数为 true，最初将其进行 submitRequest，submitRequest 干的事儿其实就是将这些放入事件队列期待 sendThread 调度发送。
接着这个申请会被服务端所接管到，所有申请的服务端解决都在 FinalRequestProcessor#processRequest 办法中进行。
case OpCode.getData: {
lastOp = "GETD";
GetDataRequest getDataRequest = new GetDataRequest();
...
byte b[] = zks.getZKDatabase().getData(getDataRequest.getPath(), stat,
getDataRequest.getWatch() ? cnxn : null);
...
}这边会通过一些 case 来判断申请类型，还是以 getData 为例，最终会调用到 DataTree 的 getData 办法，咱们之前讲到 DataTree 里蕴含了 2 种 watcher，那这边除了获取数据外，天然是注册 dataWatchers 了。
public byte[] getData(String path, Stat stat, Watcher watcher) throws NoNodeException {DataNode n = (DataNode)this.nodes.get(path);
if (n == null) {throw new NoNodeException();
} else {synchronized(n) {n.copyStat(stat);
if (watcher != null) {this.dataWatches.addWatch(path, watcher);
}
return n.data;
}
}
}addWatch 办法次要是将数据节点的门路以及 ServerCnxn(近程通信信息) 信息存储到 WatchManager 的 watchTable 和 watch2Paths 中。至此服务端曾经承受到了 watcher 并注册到了 watchManager 中了。
咱们将客户端本人也会保留一个 watchManager，这里其实是在接管到 getData 响应后进行的，在 ClientCnxn$SendThread 类的 readResponse->finishPacket 办法中。
private void finishPacket(ClientCnxn.Packet p) {if (p.watchRegistration != null) {p.watchRegistration.register(p.replyHeader.getErr());
}
if (p.cb == null) {synchronized(p) {
p.finished = true;
p.notifyAll();}
} else {
p.finished = true;
this.eventThread.queuePacket(p);
}
}能够看到这边调用了 watchRegistration 的 register 办法，而它就是依据申请类型来装入对应的 watchManager 中了(dataWatches、existWatches、childWatches)。
整个大抵的时序图能够参考上面：
watcher 触发源码
wathcer 触发局部，咱们还以 服务端 DataTree 类解决 setData 申请 为例。
public Stat setData(String path, byte data[], int version, long zxid,
long time) throws KeeperException.NoNodeException {
...
dataWatches.triggerWatch(path, EventType.NodeDataChanged);
return s;
}能够看到在解决完数据后调用了 triggerWatch，它干的事儿是从之前的 watchManager 中取得 watchers，而后一个个调用 process 办法。
public Set<Watcher> triggerWatch(String path, EventType type, Set<Watcher> supress) {
WatchedEvent e = new WatchedEvent(type,
KeeperState.SyncConnected, path);
HashSet<Watcher> watchers;
synchronized (this) {watchers = watchTable.remove(path);
if (watchers == null || watchers.isEmpty()) {if (LOG.isTraceEnabled()) {
ZooTrace.logTraceMessage(LOG,
ZooTrace.EVENT_DELIVERY_TRACE_MASK,
"No watchers for" + path);
}
return null;
}
for (Watcher w : watchers) {HashSet<String> paths = watch2Paths.get(w);
if (paths != null) {paths.remove(path);
}
}
}
for (Watcher w : watchers) {if (supress != null && supress.contains(w)) {continue;}
w.process(e);
}
return watchers;
}获取了须要本次触发的监听后，在 watchTable 和 watch2Paths 中还移除了本身，所以 watcher 是单次的。这里封装好了 watchedEvent 后塞入到了 Watcher 的 process 办法中，process 办法其实就是发送告诉，以 Watcher 的一个实现类 NioServerCnxn 为例就是调用了其 sendResponse 办法将告诉事件发送到客户端，发送前会将 watchedEvent 转换成 watcherEvent 进行发送。
那么客户端首先接管到申请的依然是 ClientCnxn$sendThread 的 readResponse 办法，这里讲 watcherEvent 转换为 watchedEvent 后入列 eventThread 的事件队列 期待后续进行解决。
...
WatchedEvent we = new WatchedEvent(event);
if (ClientCnxn.LOG.isDebugEnabled()) {ClientCnxn.LOG.debug("Got" + we + "for sessionid 0x" + Long.toHexString(ClientCnxn.this.sessionId));
}
ClientCnxn.this.eventThread.queueEvent(we);
...咱们间接看下 EventThread 的 run 办法吧，办法很简略，就是一直从 waitingEvents 事件队列中取告诉事件。而后调用 processEvent 办法处理事件。
private void processEvent(Object event) {
try {if (event instanceof WatcherSetEventPair) {
// each watcher will process the event
WatcherSetEventPair pair = (WatcherSetEventPair) event;
for (Watcher watcher : pair.watchers) {
try {watcher.process(pair.event);
} catch (Throwable t) {LOG.error("Error while calling watcher", t);
}
}
} else {... 省略}这里就是简略地取出本次事件须要告诉的 watcher 汇合，而后循环调用每个 watcher 的 process 办法了。那么在本人实现服务注册发现的场景里，显然 watcher 的 process 办法是咱们自定义的啦。
整个 watcher 触发的时序图能够参考上面：
至此，zookeeper 的整个 watcher 交互逻辑就曾经完结了。
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