使用Zookeeper实现分布式应用协同，让多个应用无缝协同工作！

在分布式架构中，多个应用之间需要协同工作，这时候就需要引入一个分布式协同服务来保证各个应用之间的协同工作。而Zookeeper就是一个非常好的选择。

Zookeeper是一个开源的分布式协同服务，它可以提供高可用、高性能的协同服务，为分布式系统提供数据同步、配置管理、服务发现等重要功能，是现代分布式系统中不可或缺的基础设施。

在本文中，我们将详细介绍如何使用Zookeeper实现分布式应用协同，让多个应用无缝协同工作。

一、Zookeeper基础知识

在使用Zookeeper之前，我们需要先了解一些Zookeeper的基础知识。

1. 节点（Node）

在Zookeeper中，节点是数据的基本单位，它包括一个路径和一个数据。节点可以被创建、删除、修改等。

2. 会话（Session）

客户端连接到Zookeeper服务器后会话被创建，当会话失效时，该客户端与Zookeeper服务器的连接也会被断开。

3. 版本（Version）

每个节点都有一个版本号，当节点数据被修改时，版本号也会随之改变。

4. 监听器（Watcher）

Zookeeper提供了事件监听机制，当节点的状态发生改变时，Zookeeper会通知客户端。我们可以为节点添加不同的监听器来监听节点的不同状态。

二、Zookeeper应用实例

下面我们来使用Zookeeper实现一个分布式的任务队列，多个应用可以向任务队列中添加任务，然后由其他应用来消费这些任务。

1. 启动Zookeeper服务器

首先我们需要在一台服务器上启动Zookeeper服务器，我们可以下载Zookeeper二进制包，解压后执行以下命令来启动Zookeeper服务器：

./bin/zkServer.sh start

2. 编写生产者应用

生产者应用负责向任务队列中添加任务，我们可以使用Zookeeper的临时有序节点来实现任务队列：

``` java
public class Producer {
    private static final String TASK_QUEUE = "/task_queue";
    private ZooKeeper zooKeeper;

    public Producer(String address) throws IOException, KeeperException, InterruptedException {
        zooKeeper = new ZooKeeper(address, 3000, event -> {});
        if (zooKeeper.exists(TASK_QUEUE, false) == null) {
            zooKeeper.create(TASK_QUEUE, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        }
    }

    public void produce(String task) throws KeeperException, InterruptedException {
        zooKeeper.create(TASK_QUEUE + "/task-", task.getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL);
    }

    public void close() throws InterruptedException {
        zooKeeper.close();
    }
}
```

首先我们在Zookeeper中创建了一个名为/task_queue的节点作为任务队列，然后在produce方法中，我们使用create方法创建一个临时有序节点，并将任务作为节点的数据。这样就可以保证多个应用抢占同一个任务时不会出现重复任务。

3. 编写消费者应用

消费者应用负责从任务队列中获取任务并进行处理，我们可以使用Zookeeper的watcher机制来监听任务队列是否有新的任务。

``` java
public class Consumer {
    private static final String TASK_QUEUE = "/task_queue";
    private ZooKeeper zooKeeper;

    public Consumer(String address) throws IOException, KeeperException, InterruptedException {
        zooKeeper = new ZooKeeper(address, 3000, event -> {
            if (event.getType() == Watcher.Event.EventType.NodeChildrenChanged &&
                    event.getPath().equals(TASK_QUEUE)) {
                try {
                    List children = zooKeeper.getChildren(TASK_QUEUE, true);
                    Collections.sort(children);
                    processTask(children.get(0));
                } catch (Throwable e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
        if (zooKeeper.exists(TASK_QUEUE, false) == null) {
            zooKeeper.create(TASK_QUEUE, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        }
        List children = zooKeeper.getChildren(TASK_QUEUE, true);
        Collections.sort(children);
        processTask(children.get(0));
    }

    private void processTask(String task) throws KeeperException, InterruptedException {
        System.out.println("Processing task: " + task);
        zooKeeper.delete(TASK_QUEUE + "/" + task, -1);
    }

    public void close() throws InterruptedException {
        zooKeeper.close();
    }
}
```

首先我们在构造函数中添加了一个Watcher，用于监听任务队列是否有新的任务。当任务队列发生变化时，我们获取任务队列中所有子节点，并将它们按照节点的创建顺序排序。然后我们选择排序后的第一个节点作为当前需要处理的任务，并调用processTask方法来处理任务。

在processTask方法中，我们首先输出任务内容，然后使用delete方法将已经处理过的任务节点从任务队列中删除。

4. 测试

现在我们可以编写一个测试程序来启动多个生产者和消费者，并测试任务队列是否能正常工作。

``` java
public class Test {
    private static final String ZOOKEEPER_ADDRESS = "127.0.0.1:2181";
    private static final int PRODUCER_NUM = 3;
    private static final int CONSUMER_NUM = 5;

    public static void main(String[] args) throws KeeperException, InterruptedException, IOException {
        CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(1);
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(PRODUCER_NUM + CONSUMER_NUM);
        for (int i = 0; i < PRODUCER_NUM; i++) {
            executorService.submit(() -> {
                try {
                    Producer producer = new Producer(ZOOKEEPER_ADDRESS);
                    for (int j = 0; j < 10; j++) {
                        String task = "Task " + UUID.randomUUID().toString();
                        producer.produce(task);
                    }
                    producer.close();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        for (int i = 0; i < CONSUMER_NUM; i++) {
            executorService.submit(() -> {
                try {
                    Consumer consumer = new Consumer(ZOOKEEPER_ADDRESS);
                    countDownLatch.countDown();
                    Thread.sleep(3000);
                    consumer.close();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            });
        }
        countDownLatch.await();
        executorService.shutdown();
    }
}
```

在测试程序中，我们启动了3个生产者和5个消费者，每个生产者会产生10个任务。当所有消费者都启动并连接到Zookeeper服务器后，测试程序会等待3秒钟后关闭所有消费者。

运行测试程序后，我们可以看到多个消费者都从任务队列中获取到了任务并进行处理，证明我们的分布式任务队列工作正常。

三、总结

使用Zookeeper实现分布式应用协同是非常重要的技术，它可以帮助我们解决多个应用之间的协同工作问题。在本文中，我们介绍了Zookeeper的基础知识，并使用一个实例来演示如何使用Zookeeper实现分布式任务队列。希望本文能够对读者有所帮助。