關(guān)于命名服務(wù)的知識點都在這里了

鳳凰苑兇真 2017-05-25

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命名服務(wù)，顧名思義，就是幫助我們對資源進行命名的服務(wù)，命名的目的當然是為了更好的定位了。這里所提到的資源在不同場景中包括但不限于計算機（主機）名和地址、應(yīng)用提供的服務(wù)的地址或者遠程對象等。

本文主要介紹Java中的命名服務(wù)、簡單的命名服務(wù)的實現(xiàn)策略以及在分布式場景中如何實現(xiàn)命名服務(wù)。

JNDI

要介紹命名服務(wù)，不得不提 Java 命名和目錄接口（Java Naming and Directory Interface，JNDI），他是J2EE中重要的規(guī)范之一，標準的J2EE容器都提供了對JNDI規(guī)范的實現(xiàn)。

在沒有JNDI的場景中，我們要配置一個JDBC驅(qū)動鏈接數(shù)據(jù)庫時我們需要做以下操作：

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");  
Connection conn=DriverManager.getConnection("jdbc:mysql://DBName?user=hollis&password=hollischuang");

上面的代碼中，把數(shù)據(jù)庫鏈接相關(guān)的字符串直接寫到了代碼中，這不是一個好的做法。有過web開發(fā)經(jīng)驗的人都知道，在真正的web開發(fā)中我們并不需要這樣定義JDBC的連接，我們一般都是把哪些固定的字符串配置到配置文件中，然后在代碼中直接從配置中讀取。甚至有很多數(shù)據(jù)庫處理的框架（Hibernate\mybatis）會幫我們把創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫鏈接等操作全部都封裝好。

使用 JNDI 得到數(shù)據(jù)源:

Context ctx=new InitialContext();
Object datasourceRef=ctx.lookup("java:comp/env/jdbc/mydatasource");
DataSource ds=(Datasource)datasourceRef;
Connection c=ds.getConnection();

為了讓 JNDI 解析 java:comp/env/jdbc/mydatasource 引用，部署人員必須把標簽插入 web.xml 文件（Web 應(yīng)用程序的部署描述符）。標簽的意思就是“這個組件依賴于外部資源”。

<resource-ref>
  <description>Dollys DataSource</description>
  <res-ref-name>jdbc/mydatasource</res-ref-name>
  <res-ref-type>javax.sql.DataSource</res-ref-type>
  <res-auth>Container</res-auth>
</resource-ref>

上面介紹的JNDI是一種Java的命名服務(wù)。他充分的反映出命名服務(wù)的特點——對某一資源進行命名，然后通過名稱來定位唯一的資源。

到這里，我們可以確定的是：命名服務(wù)的目的是定義一個唯一的名字。這個名字的作用是可以用來定義唯一的資源。那么，我們想一想，在日常開發(fā)中我們?nèi)绾谓o一組資源中的每一個某一個進行一個唯一的命名呢？在數(shù)據(jù)庫開發(fā)中，通常有兩種方案:自增的ID和UUID。

數(shù)據(jù)庫自增ID

在數(shù)據(jù)庫中，為了標識唯一記錄，可以使用自增ID，只要指定某個字段是自增的，那么數(shù)據(jù)庫就會幫我們維護這個字段的自增。不同數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)原理不一樣，即使是MySql數(shù)據(jù)庫，不同的引擎的實現(xiàn)方式也不盡相同。InnoDB 中AUTO_INCREMENT的實現(xiàn)原理可以參考：innodb-auto-increment-handling

但是，無論如何，自增ID的實現(xiàn)都是基于單庫單表的。也就是說一旦涉及到分庫分表及分布式環(huán)境，就不能依賴數(shù)據(jù)庫的自增字段來唯一標識一條記錄了。也就是說，他生成的ID也就不再能保證是唯一的了。

UUID

UUID(Universally Unique Identifier)全局唯一標識符，是指在一臺機器上生成的數(shù)字，它保證對在同一時空中的所有機器都是唯一的。按照開放軟件基金會(OSF)制定的標準計算，用到了以太網(wǎng)卡地址、納秒級時間、芯片ID碼和許多可能的數(shù)字。由以下幾部分的組合：當前日期和時間(UUID的第一個部分與時間有關(guān)，如果你在生成一個UUID之后，過幾秒又生成一個UUID，則第一個部分不同，其余相同)，時鐘序列，全局唯一的IEEE機器識別號（如果有網(wǎng)卡，從網(wǎng)卡獲得，沒有網(wǎng)卡以其他方式獲得），UUID的唯一缺陷在于生成的結(jié)果串會比較長。

UUID是由一組32位數(shù)的16進制數(shù)字所構(gòu)成，也就是說若每納秒產(chǎn)生1兆個UUID，要花100億年才會將所有UUID用完。

在Java中，可以通過java.util.UUID的UUID.randomUUID();來生成一個UUID。

UUID是可以保證唯一性的，因為在這個長度為32位的ID中包含了時間、時鐘序列、全局唯一IEEE機器識別號等。但是，他有兩個比較明顯的缺點，那就是長度過長和沒有任何含義。長度自然不必說，他有32位16進制數(shù)字。對于『550e8400-e29b-41d4-a716-446655440000』這個字符串來說，我想任何一個程序員都看不出其表達的含義。一旦使用它作為全局唯一標識，就意味著在日后的問題排查和開發(fā)調(diào)試過程中會遇到很大的困難。

上面介紹了兩種傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中生成唯一標識的方法：自增ID和UUID。他們的優(yōu)缺點正好相反：

自增ID的優(yōu)點是語義比較明確，至少我們可以知道他是第幾個生成的，而且，在很多場景中我們需要ID的自增性。但是他無法在分布式環(huán)境中保證其唯一性。
UUID的優(yōu)點是可以在分布式環(huán)境中保證其唯一性，但是沒有明確的語義。

那么，有沒有一種方法可以在分布式環(huán)境生成一組自增的、唯一的ID呢？

Zookeeper的命名服務(wù)

Zookeeper是一個開放源碼的分布式服務(wù)協(xié)調(diào)組件，是Google Chubby的開源實現(xiàn)。是一個高性能的分布式數(shù)據(jù)一致性解決方案。他將那些復(fù)雜的、容易出錯的分布式一致性服務(wù)封裝起來，構(gòu)成一個高效可靠的原語集，并提供一系列簡單易用的接口給用戶使用。(http://www./archives/tag/zookeeper)

Zookeeper 的命名服務(wù)與 JNDI 能夠完成的功能是差不多的，它們都是將有層次的目錄結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)到一定資源上，但是 Zookeeper 的命名服務(wù)更加是廣泛意義上的關(guān)聯(lián)，也許你并不需要將名稱關(guān)聯(lián)到特定資源上，你可能只需要一個不會重復(fù)名稱，就像數(shù)據(jù)庫中產(chǎn)生一個唯一的數(shù)字主鍵一樣。

Zookeeper可以實現(xiàn)命名服務(wù)有兩個重要的前提

一、節(jié)點類似于文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)

二、可以創(chuàng)建順序節(jié)點

上面說過，我們想在分布式環(huán)境生成一組自增的、唯一的ID，那么看看zookeeper如何保證這兩點。

唯一性
- 由于zookeeper中的節(jié)點的結(jié)構(gòu)和文件系統(tǒng)中的目錄結(jié)構(gòu)是類似的，想想我們自己的電腦，我們使用一個全路徑是不是可以唯一定位到某個目錄中的某個文件。如 /home/admin/hollis.txt是可以唯一定位到一個文件的。
自增性
- 在zookeeper中可以創(chuàng)建順序節(jié)點，在ZooKeeper中，每個父節(jié)點會為他的第一級子節(jié)點維護一份時序，會記錄每個子節(jié)點創(chuàng)建的先后順序?；谶@個特性，在創(chuàng)建子節(jié)點的時候，可以設(shè)置這個屬性，那么在創(chuàng)建節(jié)點過程中，ZooKeeper會自動為給定節(jié)點名加上一個數(shù)字后綴，作為新的節(jié)點名。如 /home/admin/hollis1 /home/admin/hollis2 /home/admin/hollis3

下面是一個用開源客戶端ZKClient實現(xiàn)的命名服務(wù)的例子：

ZkClient client = new ZkClient(server, 5000, 5000, new BytesPushThroughSerializer());
final String fullNodePath = root.concat("/home/admin").concat("hollis");
final String ourPath = client.createPersistentSequential(fullNodePath, null);
client.delete(ourPath);
sout(ourPath);

以上代碼就可以在/home/admin節(jié)點下創(chuàng)建出順序的hollis節(jié)點，節(jié)點名稱hollis-0000000001 hollis-0000000002 hollis-0000000003那么，我們就可以通過/home/admin/hollis-0000000001來唯一定位到一個節(jié)點了，那么我們直接用這個名稱給其他的資源命名了。