使用Apache Zookeeper分散式部署PHP應用程序
來自專欄 WEB開發
原文-en：Distributed application in PHP with Apache Zookeeper
原文-zh：使用Apache Zookeeper分散式部署PHP應用程序
二次搬運，因中文翻譯中代碼有一小丟丟瑕疵，故重新整理了一下。
Apache Zookeeper是我最近遇到的最酷的技術，我是在研究Solr Cloud功能的時候發現的。Solr的分散式計算讓我印象深刻。你只要開啟一個新的實例就能自動在Solr Cloud中找到。它會將自己分派到某個分片中，並確定出自己是一個Leader（源）還是一個副本。不一會兒，你就可以在你的那些伺服器上查詢到了。即便某些伺服器宕機了也可以繼續工作。非常動態、聰明、酷。
將運行多個應用程序作為一個邏輯程序並不是什麼新玩意。事實上，我在幾年前就已寫過類似的軟體。這種架構比較讓人迷惑，使用起來也費勁。為此Apache Zookeeper提供了一套工具用於管理這種軟體。
為什麼叫Zoo？「因為要協調的分散式系統是一個動物園」。
在本篇文章中，我將說明如何使用PHP安裝和集成Apache ZooKeeper。我們將通過service來協調各個獨立的PHP腳本，並讓它們同意某個成為Leader（所以稱作Leader選舉）。當Leader退出（或崩潰）時，worker可檢測到並再選出新的leader。ZooKeeper是一個中性化的Service，用於管理配置信息、命名、提供分散式同步，還能組合Service。所有這些種類的Service都會在分散式應用程序中使用到。每次編寫這些Service都會涉及大量的修bug和競爭情況。正因為這種編寫這些Service有一定難度，所以通常都會忽視它們，這就使得在應用程序有變化時變得難以管理應用程序。即使處理得當，實現這些服務的不同方法也會使得部署應用程序變得難以管理。
雖然ZooKeeper是一個Java應用程序，但C也可以使用。這裡就有個PHP的擴展，由Andrei Zmievski在2009創建並維護。你可以從PECL中下載，或從GitHub中直接獲取PHP-ZooKeeper。
要使用該擴展你首先要安裝ZooKeeper。可以從官方網站下載。
$ tar zxfv zookeeper-3.4.5.tar.gz$ cd zookeeper-3.4.5/src/c$ ./configure --prefix=/usr/$ make$ sudo make install
這樣就會安裝ZooKeeper的庫和頭文件。現在準備編譯PHP擴展。
$ cd$ git clone https://github.com/andreiz/php-zookeeper.git$ cd php-zookeeper$ phpize$ ./configure$ make$ sudo make install
將「zookeeper.so」添加到PHP配置中。
$ vim /etc/php5/cli/conf.d/20-zookeeper.ini
因為我不需要運行在web服務環境下，所以這裡我只編輯了CLI的配置。將下面的行複製到ini文件中。
extension=zookeeper.so
使用如下命令來確定擴展是否已起作用。
$ php -m | grep zookeeperzookeeper
現在是時候運行ZooKeeper了。目前唯一還沒有做的是配置。創建一個用於存放所有service數據的目錄。
$ mkdir /home/you-account/zoo$ cd$ cd zookeeper-3.4.5/$ cp conf/zoo_sample.cfg conf/zoo.cfg$ vim conf/zoo.cfg
找到名為「dataDir」的屬性，將其指向「/home/you-account/zoo」目錄。
$ bin/zkServer.sh start$ bin/zkCli.sh -server 127.0.0.1:2181[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 14] create /test 1Created /test[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 19] ls /[test, zookeeper]
此時，你已成功連到了ZooKeeper，並創建了一個名為「/test」的znode（稍後我們會用到）。ZooKeeper以樹形結構保存數據。這很類似於文件系統，但「文件夾」（譯者註：這裡指非最底層的節點）又和文件很像。znode是ZooKeeper保存的實體。Node（節點）的說法很容易被混淆，所以為了避免混淆這裡使用了znode。
因為我們稍後還會使用，所以這裡我們讓客戶端保持連接狀態。開啟一個新窗口，並創建一個zookeeperdemo1.php文件。
<?php class ZookeeperDemo extends Zookeeper { public function watcher( $i, $type, $key ) { echo "Insider Watcher
"; // 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);}
現在運行該腳本。
$ php zookeeperdemo1.php
此處應該會每隔2秒產生一個點。現在切換到ZooKeeper客戶端，並更新「/test」值。
[zk: 127.0.0.1:2181(CONNECTED) 20] set /test foo
這樣就會靜默觸發PHP腳本中的「Insider Watcher」消息。怎麼會這樣的？
ZooKeeper提供了可以綁定在znode的監視器。如果監視器發現znode發生變化，該service會立即通知所有相關的客戶端。這就是PHP腳本如何知道變化的。Zookeeper::get方法的第二個參數是回調函數。當觸發事件時，監視器會被消費掉，所以我們需要在回調函數中再次設置監視器。
現在你可以準備創建分散式應用程序了。其中的挑戰是讓這些獨立的程序決定哪個（是leader）協調它們的工作，以及哪些（是worker）需要執行。這個處理過程叫做leader選舉，在ZooKeeper Recipes and Solutions你能看到相關的實現方法。
這裡簡單來說就是，每個處理（或伺服器）緊盯著相鄰的那個處理（或伺服器）。如果一個已被監視的處理（也即Leader）退出或者崩潰了，監視程序就會查找其相鄰（此時最老）的那個處理作為Leader。
在真實的應用程序中，leader會給worker分配任務、監控進程和保存結果。這裡為了簡化，我跳過了這些部分。
創建一個新的PHP文件，命名為worker.php。
<?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::EPHEMERAL | Zookeeper::SEQUENCE ); $this->znode = str_replace( self::CONTAINER ./, , $this->znode ); printf( "Im registred as: %s
", $this->znode ); $watching = $this->watchPrevious(); if( $watching == $this->znode ) { printf( "Nobody here, Im the leader
" ); $this->setLeader( true ); } else { printf( "Im watching %s
", $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 cant find myself: %s/%s", self::CONTAINER, $this->znode ) ); } public function watchNode( $i, $type, $name ) { $watching = $this->watchPrevious(); if( $watching == $this->znode ) { printf( "Im the new leader!
" ); $this->setLeader( true ); } else { printf( "Now Im watching %s
", $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
"; } public function doWorkerJob() { echo "Working
"; } } $worker = new Worker( 127.0.0.1:2181 );$worker->run();
打開至少3個終端，在每個終端中運行以下腳本：
# term1 $ php worker.phpIm registred as: w-0000000001Nobody here, Im the leaderLeading # term2 $ php worker.phpIm registred as: w-0000000002Im watching w-0000000001Working # term3 $ php worker.phpIm registred as: w-0000000003Im watching w-0000000002Working
現在模擬Leader崩潰的情形。使用Ctrl+c或其他方法退出第一個腳本。剛開始不會有任何變化，worker可以繼續工作。後來，ZooKeeper會發現超時，並選舉出新的leader。
雖然這些腳本很容易理解，但是還是有必要對已使用的Zookeeper標誌作注釋。
$this->znode = $this->create( self::CONTAINER . /w-, null, $this->acl, Zookeeper::EPHEMERAL | Zookeeper::SEQUENCE );
每個znode都是EPHEMERAL和SEQUENCE的。
EPHEMRAL代表當客戶端失去連接時移除該znode。這就是為何PHP腳本會知道超時。SEQUENCE代表在每個znode名稱後添加順序標識。我們通過這些唯一標識來標記worker。
在PHP部分還有些問題要注意。該擴展目前還是beta版，如果使用不當很容易發生segmentation fault。比如，不能傳入普通函數作為回調函數，傳入的必須為方法。我希望更多PHP社區的同仁可以看到Apache ZooKeeper的好，同時該擴展也會獲得更多的支持。
ZooKeeper是一個強大的軟體，擁有簡潔和簡單的API。由於文檔和示例都做的很好，任何人都可以很容易的編寫分散式軟體。讓我們開始吧，這會很有趣的。
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- Yahoo research on ZooKeeper. 非常好的閱讀材料，擁有真實的應用程序示例。如果你只要閱讀一份ZooKeeper的資料，那麼就是這份了。- PHP ZooKeeper- PHP ZooKeeper API- PHP ZooKeeper example推薦閱讀：
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