分布式協(xié)同是分布式應用中不可缺少的，通常擔任協(xié)調(diào)者的角色，或者說是將多機協(xié)同的職責從分布式應用中獨立出來，以減少系統(tǒng)的耦合性和增強擴充性。Apache的Zookeeper, google的Chubby都是分布式協(xié)同的實現(xiàn)者。fourinone實際上可以單獨當做Zookeeper用，它使用最少的代碼實現(xiàn)了Zookeeper的所有功能，并且力圖做到功能更強但是使用更簡潔。

一、實現(xiàn)原理

fourinone對分布式協(xié)同的實現(xiàn)， 是通過建立一個domain,node兩層結構的節(jié)點信息去完成，domain可以是分類或者包，node可以是具體屬性，domain和node都是自己根據(jù)需求設計命名，比如可以將domain命名為“a.b.c...”表示一個樹型類目。

一個domain下可以有很多個node，每個node只指定一個domain，可以通過domain返回它下面所有的node。

domain不需要單獨建立，通常在建立node時，如果不存在domain會自動創(chuàng)建。

如果domain下沒有node了，該domain會自動刪除。

如果刪除domain，該domain下面node也都會刪除。

每個node下可以存放一個值，可以是任意對象。

所有的節(jié)點信息存放在parkserver里，parkserver提供協(xié)同者的功能。如下圖所示：

從上圖可以看到，其他分布式進程可以通過parkserver的用戶接口ParkLocal，對節(jié)點進行增加、修改、刪除、指定心跳、指定權限等操作，并且結合parkserver提供同步備份、領導者選舉、過期時間設置等功能，共同來實現(xiàn)眾多分布式協(xié)同功能，比如：

1、分布式配置，多個機器的應用公用一個配置信息，并且掛掉能夠領導者選舉，詳細見指南和demo

2、分布式鎖，多個機器競爭一個鎖，當某個機器釋放鎖或者掛掉，其他機器可以競爭到鎖繼續(xù)，詳細見指南和demo

3、集群管理，集群內(nèi)機器可以互相感知和領導者選舉，詳見指南和demo #p# 

二、核心API

ParkLocal核心api說明：

//創(chuàng)建node，可以根據(jù)是否需要權限和心跳屬性調(diào)用不同方法

public ObjectBean create(String domain, Serializable obj);//自動創(chuàng)建node

public ObjectBean create(String domain, String node, Serializable obj);

public ObjectBean create(String domain, String node, Serializable obj, AuthPolicy auth);

public ObjectBean create(String domain, String node, Serializable obj, boolean heartbeat);

public ObjectBean create(String domain, String node, Serializable obj, AuthPolicy auth, boolean heartbeat);

//更新node

public ObjectBean update(String domain, String node, Serializable obj);

//獲取node

public ObjectBean get(String domain, String node);

//獲取最新node，需要傳入舊node進行對照

public ObjectBean getLastest(String domain, String node, ObjectBean ob);

//獲取最新domain

public List get(String domain);

//獲取最新domain下所有node，需要傳入舊的node集合對照

public List getLastest(String domain, List oblist);

//刪除node

public ObjectBean delete(String domain, String node);

//強行設置domain可刪除

public boolean setDeletable(String domain);

//刪除domain及下所有node

public List delete(String domain);

//添加node的事件監(jiān)聽

public void addLastestListener(String domain, String node, ObjectBean ob, LastestListener liser);

//添加domain的事件監(jiān)聽

public void addLastestListener(String domain, List oblist, LastestListener liser); #p# 

三、權限機制：

public ObjectBean create(String domain, String node, Serializable obj, AuthPolicy auth);

通過上面方法創(chuàng)建node時，可以指定一個權限參數(shù)，有只讀(AuthPolicy.OP_READ)、讀寫(AuthPolicy.OP_READ_WRITE)、所有(AuthPolicy.OP_ALL)三種屬性，默認為AuthPolicy.OP_ALL

注意：這里的權限屬性是指創(chuàng)建進程對其他使用進程的權限約束，而不包括它自己。也就是對node的創(chuàng)建進程來說，它擁有對該node和domain所有操作權限(讀寫刪，只要它不退出或者中止)

建設現(xiàn)在創(chuàng)建了一個domain為d，node為n的節(jié)點， 對于其他使用進程來說，操作權限如下表所示：

從上表可以發(fā)現(xiàn)，當創(chuàng)建進程指定node的權限為AuthPolicy.OP_ALL時，其他使用進程可以刪除該node，但是不能刪除其domain，這是為什么呢?

因為domain下通常還有其他node，它們的權限并不都是AuthPolicy.OP_ALL，比如還有一個n1的node權限為AuthPolicy.OP_READ，按照正常操作，該使用進程無法刪除n1，假設它可以刪除domain，那么它最后間接刪除了n1，于是發(fā)生了悖論，因此，為了避免風險，所有的使用進程只能根據(jù)權限刪除node，但是無法刪除domain。
從上表可以發(fā)現(xiàn)，當創(chuàng)建進程指定node的權限為AuthPolicy.OP_ALL時，其他使用進程可以刪除該node，但是不能刪除其domain，這是為什么呢?

不過你允許承擔這樣的刪除風險，也可以在創(chuàng)建進程里強行指定該domain可刪除，通過在domain創(chuàng)建后，調(diào)用：

public boolean setDeletable(String domain);

該方法只能被domain的創(chuàng)建進程調(diào)用，其他使用進程沒有權限調(diào)用。

強行指定可刪除后，其他進程可以直接刪除該domain及所含node并忽略后果。 #p# 

四、相對于zookeeper的優(yōu)勢

Zookeeper無疑是一款成功的開源產(chǎn)品，并擁有廣泛的信任者和應用場景，和以往一樣，老外作者在apache網(wǎng)站上發(fā)布了一款產(chǎn)品，我們的工程師馬上會虛心的學習和忠心的捍衛(wèi)，而國產(chǎn)原創(chuàng)的產(chǎn)品往往會遭到百般質(zhì)疑，因為我們的原創(chuàng)更多是抄襲和粗制濫造，我們的國產(chǎn)更多是框架集成而不是架構設計，所以這種情感上的傾向性不是一天能改變。

做產(chǎn)品對比和列舉優(yōu)勢往往容易引起激烈爭論，會被認為是在宣傳和引導產(chǎn)品使用，實際上在都能滿足功能需求的情況下，選擇使用哪款產(chǎn)品更多的是個政治問題，而不是技術問題，領導意志及工程師本身的熟悉程度和愛好等等都是決定因素。

這里我們僅僅從技術角度闡述幾點優(yōu)勢，Zookeeper做為一個chubby和paxos模仿品，缺乏創(chuàng)新型的設計改進，它仍然存在以下缺點：

1、樹型配置節(jié)點的繁瑣復雜，性能低下。為了保證這種結構，Zookeeper需要維持一套虛擬文件結構的開銷，對于目錄結構深的樹節(jié)點，造成性能影響，而配置信息結構實際上往往不一定需要樹結構。

2、“觀察”(watch)機制的僵化設計：zookeeper沒有獲取最新版本信息的方法支持，它只能粗暴的在每次寫入更新等方法時注冊一個watch，當這些方法被調(diào)用后就回調(diào)，它不考慮信息內(nèi)容是否變化，對于沒有使信息內(nèi)容發(fā)生改變的更新，zookeeper仍然會回調(diào)，并且zookeeper的回調(diào)比較呆板，它只能用一次，如果信息持續(xù)變化，必須又重新注冊watch。而fourinone的事件處理則可以自由控制是否持續(xù)響應信息變化。

3、領導者選舉機制實現(xiàn)的太過局限，集群只有兩個節(jié)點，zookeeper無法進行領導者選舉，zookeeper的領導者選舉必須要奇數(shù)節(jié)點的奇怪限制。另外，ZooKeeper的領導者選舉實現(xiàn)雖然比原始的Paxos要簡化，但是它仍然存在領導者(Leader)、跟隨者(Follower)、觀察者(observer)、學習者 (Learner)等眾多角色和跟隨狀態(tài)(Following)、尋找狀態(tài)(Looking)、觀察狀態(tài)(Observing)、領導狀態(tài) (Leading)等復雜狀態(tài)。相對于fourinone的領導者選舉，zookeeper仍然不夠直觀簡潔，難以用較少配置和代碼演示。

4、Windows系統(tǒng)上幾乎不支持，需要安裝linux殼，并且僅建議用于學習研究。Fourinone支持windows、linux集群混合使用。

Fourinone提出一種新的分布式協(xié)同系統(tǒng)設計，在滿足zookeeper所有功能下，并克服了以上缺點，提出了新的配置結構、變化事件機制、簡化的領導者選舉實現(xiàn)，能更好的滿足分布式協(xié)調(diào)需求。 #p# 

五、演示demo

下面是一個操作節(jié)點的演示demo，請留意各自節(jié)點的權限范圍，程序說明：

1、 ParkServerDemo: 啟動parkserver(它的IP端口已經(jīng)在配置文件的PARK部分的SERVERS指定

2、 ParkSet：往parkserver里創(chuàng)建了d1n1、d2n2、d3n3、d4n4共4個節(jié)點，分別對應只讀、讀寫，所有，所有+強行刪除權限

3、 ParkGet：依次對d1n1、d2n2、d3n3、d4n4進行讀、寫、刪除、刪除domain操作，觀察結果輸出，如果沒有權限操作，parkserver會輸出信息，并且操作返回的結果對象為空

啟動命令和順序：

Javac –classpath fourinone.jar; *.java

Java –classpath fourinone.jar; ParkServerDemo

Java –classpath fourinone.jar; ParkSet

Java –classpath fourinone.jar; ParkGet

如果沒有fourinone.jar，可以到以下地址下載：

http://www.skycn.com/soft/68321.html

下面是demo源碼：

// ParkServerDemo

import com.fourinone.BeanContext;

public class ParkServerDemo{

public static void main(String[] args){

BeanContext.startPark();

}

}

// ParkSet

import com.fourinone.BeanContext;

import com.fourinone.ParkLocal;

import com.fourinone.ObjectBean;

import com.fourinone.AuthPolicy;

public class ParkSet{

public static void main(String[] args){

//獲取parkserver用戶接口

ParkLocal pl = BeanContext.getPark();

//在domain d1下創(chuàng)建節(jié)點node n1,指定權限為只讀

ObjectBean d1n1 = pl.create("d1","n1","v1",AuthPolicy.OP_READ);

if(d1n1!=null)

System.out.println("d1n1 with AuthPolicy.OP_READ create success!");

//在domain d2下創(chuàng)建節(jié)點node n2,指定權限為讀寫

ObjectBean d2n2 = pl.create("d2","n2","v2",AuthPolicy.OP_READ_WRITE);

if(d2n2!=null)

System.out.println("d2n2 with AuthPolicy.OP_READ_WRITE create success!");

//在domain d3下創(chuàng)建節(jié)點node n3,指定權限為所有

ObjectBean d3n3 = pl.create("d3","n3","v3",AuthPolicy.OP_ALL);

if(d3n3!=null)

System.out.println("d3n3 with AuthPolicy.OP_ALL create success!");

//在domain d4下創(chuàng)建節(jié)點node n4,指定權限為所有，并且創(chuàng)建完成強行設置為其他進程可刪除

ObjectBean d4n4 = pl.create("d4","n4","v4",AuthPolicy.OP_ALL);

if(d4n4!=null)

System.out.println("d4n4 with AuthPolicy.OP_ALL create success!");

boolean r = pl.setDeletable("d4");

if(r)

System.out.println("set d4 deletable!");

}

}

// ParkGet

import com.fourinone.BeanContext;

import com.fourinone.ParkLocal;

import com.fourinone.ObjectBean;

import java.util.List;

public class ParkGet{

public static void main(String[] args){

//獲取parkserver用戶接口

ParkLocal pl = BeanContext.getPark();

//獲取節(jié)點d1n1，節(jié)點權限為AuthPolicy.OP_READ

ObjectBean d1n1 = pl.get("d1","n1");//獲取節(jié)點

System.out.println("get d1n1:"+(String)d1n1.toObject());

d1n1 = pl.update("d1","n1","v1-update");//更新節(jié)點

if(d1n1!=null)

System.out.println("update node d1n1 success!");

else

System.out.println("update node d1n1 failure!");

List d1 = pl.delete("d1");//刪除domain

if(d1!=null)

System.out.println("delete domain d1 success!");

else

System.out.println("delete domain d1 failure!");

d1n1 = pl.delete("d1","n1");//刪除節(jié)點

if(d1n1!=null)

System.out.println("delete node d1n1 success!");

else

System.out.println("delete node d1n1 failure!");

//獲取節(jié)點d2n2，節(jié)點權限為AuthPolicy.OP_READ_WRITE

ObjectBean d2n2 = pl.get("d2","n2");

System.out.println("get d2n2:"+(String)d2n2.toObject());

d2n2 = pl.update("d2","n2","v2-update");

if(d2n2!=null)

System.out.println("update node d2n2 success!");

else

System.out.println("update node d2n2 failure!");

List d2 = pl.delete("d2");

if(d2!=null)

System.out.println("delete domain d2 success!");

else

System.out.println("delete domain d2 failure!");

d2n2 = pl.delete("d2","n2");

if(d2n2!=null)

System.out.println("delete node d2n2 success!");

else

System.out.println("delete node d2n2 failure!");

//獲取節(jié)點d3n3, 節(jié)點權限為AuthPolicy.OP_ALL

ObjectBean d3n3 = pl.get("d3","n3");

System.out.println("get d3n3:"+(String)d3n3.toObject());

d3n3 = pl.update("d3","n3","v3-update");

if(d3n3!=null)

System.out.println("update node d3n3 success!");

else

System.out.println("update node d3n3 failure!");

List d3 = pl.delete("d3");

if(d3!=null)

System.out.println("delete domain d3 success!");

else

System.out.println("delete domain d3 failure!");

d3n3 = pl.delete("d3","n3");

if(d3n3!=null)

System.out.println("delete node d3n3 success!");

else

System.out.println("delete node d3n3 failure!");

//獲取節(jié)點d4n4，節(jié)點權限為AuthPolicy.OP_ALL

ObjectBean d4n4 = pl.get("d4","n4");

System.out.println("get d4n4:"+(String)d4n4.toObject());

d4n4 = pl.update("d4","n4","v4-update");

if(d4n4!=null)

System.out.println("update node d4n4 success!");

else

System.out.println("update node d4n4 failure!");

//由于創(chuàng)建進程已經(jīng)強行指定該domain可刪除setDeletable(d4)，因此這里可以刪除掉

List d4 = pl.delete("d4");

if(d4!=null)

System.out.println("delete domain d4 success!");

else

System.out.println("delete domain d4 failure!");

d4n4 = pl.delete("d4","n4");//這里刪除節(jié)點會失敗，因為上面已經(jīng)刪除了該domian下所有節(jié)點

if(d4n4!=null)

System.out.println("delete node d4n4 success!");

else

System.out.println("delete node d4n4 failure!");

}

}