zookeeper 源碼原理起步

經過前面第一章四節的學習，相信你已經對 zookeeper 場景的原理、使用場景、部署和運維都有了基本的認識。希望你儘可能去了解下公司使用 zookeeper 的現狀，起碼當你們使用 zookeeper 時或者面試時問到 zookeeper 時不至於什麼都不知道。

第一章知識是基礎，如果你對 zookeeper 是指停留在 create、delete 一個 node 或者使用 zookeeper 用作分佈鎖這些基本使用上，平常工作肯定沒有問題。但是如果使用出現了各種問題時，你可能毫無頭緒，因爲你壓根不知道它底層的源碼實現原理，對一個報錯的堆棧都很陌生。你可能只能百度下解決辦法，但是還得分辨答案的對錯，而且很多文章沒有上下文，交代軟件版本，系統配置等等，問題不一定是和你遇見的一樣。或者你研究其他中間件源碼的時候，看到它使用了 zookeeper，不知道它爲什麼那麼用。

所以這就是研究源碼的原理的原因之一了，簡單的說就是，搞清楚你使用的技術，方便定位生產線上問題。

至於提高你自己的技術深度，面試什麼的，那就更沒什麼問題了。而且我也希望當你可以自己研發中間件或者參與開源項目的時候，使用 zookeeper 可以更得心應手、遊刃有餘。

好了，那麼接下來你就我一起進入第二章，一起研究 zookeepe 核心源碼原理吧。

第二章   Zookeeper 的源碼原理

第 1 節

zookeeper 源碼原理起步

如何看 zk 的源碼

從 zookeeper 的架構，你可以知道 zookeeper 主要分爲服務端和客戶端。我想你首先感興趣的應該就是服務端的源碼了，所以我們就先從服務端源碼開始分析。

那麼如何看源碼呢？

各位還記得 JDK 成長記開篇我曾經提到過的一些的方法和思想麼? 我來帶大家回顧下：

首先說源碼版本的選擇和獲取。

源碼版本選擇的話，通常是選擇上一個大版本，並且是 release 之前的 2 到 3 個小版本。比如 2.4.13 和 3.0.1，肯定是 2.4.13 的好一點，如果 2.4 的版本還在持續更新，最好選擇 2.4.10 這個 release 版本。因爲最新的不一定有人在用，除了問題不好查，因爲沒有新版本的一些經驗。其實如果你懂一些運維的話，這個是部署版本的選擇的一個常見思路，其實和源碼選擇版本是大同小異的。

但是不是所有的都這麼通用。其實就是選擇最流行的，最穩定的版本就行。最好的是，你可以自己查下公司生產環境使用的版本，朋友公司使用的版本，一般都是非常穩定的版本，閱讀這個版本的源碼一般是沒問題的。

當然有些時候，你需要閱讀的源碼可能隨着版本有很大的重構。這個時候也要注意，選擇版本低一些的可能更好容易理解。理解了簡單的版本，再理解複雜的，纔是比較好的一個思路。

你可以看出來，選擇源碼的版本不能一概而論。要根據具體情況來的，上面的只是我的一些建議和經驗。希望可以幫助到你們。

至於源碼版本獲取一般以下幾種

  1. 下載源碼導入 Intellij 等 IDE，來閱讀代碼

  2. 開啓 Maven 自動下載源碼的功能

  3. 自己從官方（如 Github）或者 Maven 倉庫手動下載源碼

這幾種都可以獲取到源碼，各有各的適用場景，比如如果你想寫些註釋，就需要導入到 IDE 纔行，比如你想 Debug 源碼，不需要把源碼導入到 IDE 中，適用 2,3 的方法都可以。又比如有些代碼 Maven 倉庫根本沒有，只能從 Github 或官方下載了。

其次，我們聊下，閱讀靜態源碼還是動態源碼？這個取決於源碼的複雜程度、你閱讀源碼的能力等。如果是一些簡單的源碼或者你有很多閱讀源碼的經驗了，一般閱讀靜態源碼就足夠了。但是如果是小白，或者真的源碼比較複雜，又或者你需要具體看看執行過程中的某個變量和返回值，你肯定需要 debug 進行動態源碼閱讀了。但是要注意 debug 會打斷集羣的一些交互，可能會影響到閱讀源碼，這個是你要權衡的。

當你打開源碼，肯定不是直接就開始從頭開始看一遍，這樣會一頭霧水，所以肯定是有思路和方法可尋的。

在這裏，首先你要明白，看核心源碼和精讀源碼的方式不太一樣。看核心源碼，也就是核心部分的源碼，一般也就是 10-30%。你應該都是從一些入口開始看起，但是如果你要精讀源碼，除了在閱讀核心源碼的基礎上，你還需要將源碼拆解開來，研究每一個組件的各個作用，之後再從入口開始，一行一行都讀懂。

這其實體現了一個很重要的思想，無論做什麼事，先摸脈絡，後看細節。就比如瞎子摸象一樣，你每個部位摸了一遍，但是沒有全局的認識，這就很搞笑了。所以一般你應該先看核心源碼再精讀源碼。

除了先摸脈絡，後看細節的思想，常見的還有：

方法就更多了，主要有：

上面這些，之後我都會帶大家使用到的，並且你會學會在合適的場景使用上，你只要持續關注成長記就可以了。

最後，還要說一點，有人說閱讀源碼，需要很多技術基礎，的確沒錯。但是也分是什麼樣的源碼，如果只是簡單的源碼，需要的基礎知識會很少，比如 JDK 的源碼。但是如果比較難的源碼，Zookeeper、HDFS、Kafka、Dubbo 這些源碼，就需要掌握 Netty，NIO，網絡，Java 集合和併發等基礎才能看得更好。當然如果沒有這些基礎也不是不能看的，就是理解可能不會深，對源碼最後可能只是初步瞭解。所以還是那句話，不要一概而論。

簡單總結下：

ZK 源碼版本選擇和環境搭建

zk 源碼版本選擇

zookeeper 的版本已經非常穩定了，最新的是 3.7.0，生產常用的是 3.4.xx 版本，3.4 最新的是 3.4.14 版本，我們可以往之前推幾個版本，這裏選擇 3.4.5 版本的源碼來閱讀就可以了。

源碼環境搭建

1) 下載 ant 和 zookeeper

從這個網址 https://archive.apache.org/dist/zookeeper/，找到 zookeeper-3.4.5.tar.gz 的下載鏈接進行下載。

解壓出來如下：

可以發現，zookeeper 這個版本比較老了，使用的構建工具是 ant+ivy。（類似於 maven 的功能）

所以需要下載項目構建工具，只下載 ant 就可以了，下載比較新的版本就行了

apache-ant-1.10.5：https://archive.apache.org/dist/ant/binaries/

2) 使用 ant 構建項目

將 ant 的 bin 目錄配置到系統環境變量，可以全局執行 ant 命令。執行構建命令 ant eclipse

配置系統環境變量：Windows 在 PATH 中添加 D:\Tools\apache-ant-1.10.5\bin，Mac 類似。

D:\AllWorkspace\zookeeper-3.4.5>ant eclipse
Buildfile: D:\AllWorkspace\zookeeper-3.4.5\build.xml
ant-eclipse-download:
init:
ivy-download
ivy-taskdef:
ivy-init:
[ivy:cachepath] :: resolving dependencies :: org.apache.zookeeper#zookeeper;3.4.5 [not transitive]
[ivy:cachepath]         confs: [test]
[ivy:cachepath]         found junit#junit;4.8.1 in maven2
[ivy:cachepath]         found org.mockito#mockito-all;1.8.2 in maven2
[ivy:cachepath]         found checkstyle#checkstyle;5.0 in maven2
[ivy:cachepath] :: resolution report :: resolve 30ms :: artifacts dl 2ms
       ---------------------------------------------------------------------
       |                  |            modules            ||   artifacts   |
       |       conf       | number| search|dwnlded|evicted|| number|dwnlded|
       ---------------------------------------------------------------------
       |       test       |   3   |   0   |   0   |   0   ||   3   |   0   |
       ---------------------------------------------------------------------
[eclipse] Writing the preferences for "org.eclipse.jdt.core".
[eclipse] Writing the preferences for "org.eclipse.core.resources".
[eclipse] Writing the project definition in the mode "java".
[eclipse] Writing the classpath definition.

BUILD SUCCESSFUL
Total time: 36 seconds

可以看到生成了. project 的文件。

Tips：http://repo2.maven.org 解析失敗，需要修改配置文件中的 url 地址爲 https://repo1.maven.org。

build.xml

<property  />

ivysettings.xml

<property />

3）導入 intelliJ

選擇菜單中 File->New->Project from existing Source...

選擇目錄中的. project 文件

導入源碼就完成了，src 目錄

下的就是我們主要看的源碼了。

源碼入口尋找

  研究中間件的源碼時，常用的思想就是自頂向下 + 場景分析法。說白了就是找到某個場景的入口，再開始逐步分析它的源碼原理。

  那麼，你可以想到對於 zk 而言，你首先分析的第一個場景是什麼呢？當然是 zk 的啓動了，你在部署 zk 時，肯定執行了一個啓動命令，這個命令肯定對應了一個啓動的腳本，所以一般來說，啓動的場景我們可以從啓動腳本開始分析，就可以找到這個場景的源碼入口了。

  你還記得部署 zk，啓動時的腳本嗎？zkServer.sh start 對應的核心啓動代碼如下：

ZOOMAIN="org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain"

#通過nohup啓動一個後臺線程，啓動入口就是之前的ZOOMAIN變量指定的代碼類
nohup $JAVA "-Dzookeeper.log.dir=${ZOO_LOG_DIR}" "Dzookeeper.root.logger=${ZOO_LOG4J_PROP}" \
    -cp "$CLASSPATH" $JVMFLAGS $ZOOMAIN "$ZOOCFG" > "$_ZOO_DAEMON_OUT" 2>&1 < /dev/null &

 可以看到 zk 啓動主要是通過 zkServer.sh start，之後設置了一個環境變量 ZOOMAIN，在之後通過 nohup 啓動了一個進程。整體大致如下圖所示：

 其實看到這裏，你應該知道 zk 在啓動這個場景中的源碼入口是什麼了。org.apache.zookeeper.server.quorum.QuorumPeerMain 就是這個類。

那麼之後我們就可以通過這個入口來分析 zk 啓動是的源碼原理了。

金句甜點

今天我想談談 “格局” 這個詞，很多人在看這個，或者聽這個的時候不太懂什麼是格局。其實格局，這個大的可以說是這個人的胸懷。胸懷能裝多少人這是一種格局。裝多少人的夢想，願意爲多少人扛起他的責任。有些人的格局是、一個人喫飽全家人不餓的格局。有些人的格局是我把我的家人帶着過上幸福的生活，有些的人的格局還可能更大，還可能想把我的朋友，家族，身邊的很多人幫助起。所以這種格局越大的人，他的動力越大。很多時候，社會上有很多有錢人，有錢人不代表有格局。有錢了，他可能就歇息下來了。也有可能幫助更多的人。

  格局還可以從一個角度來理解，就一種心胸開闊，樂觀心態。就比如就是當你對待一些困難和挫折的時候，格局大的人其實很容易受挫折，但是他一般不把這個事情當事情。反而格局小的人遇見一點點挫折，就很喫力。格局有時候就像口袋，口袋小的你就裝着滿滿的，是不是？這樣比喻這個就好理解了。不管你人生也好、工作也好，都會有委屈。你的委屈，可能在我這裏不叫委屈，這就是格局的大小。我這裏有一個大大的袋子，什麼都能裝下，這都不是個啥事，你那裏就一個小袋袋，就撐的都難受。所以同樣一件事到來你過不去，你委屈的哭。舉個極端的例子，有一天我問你哭啥了，你說” 我沒把垃圾扔好，底下那個掃垃圾的瞪我一眼，我不是故意的，他瞪我一眼，我就委屈的過不去了。“ 這就像別人說你做錯了一件事，父母說了你一頓，或者領導批評你了，路人教育你了幾句話，你就想着，你憑啥這麼說我呢？你自己一肚子氣。這樣的格局就不大了，我這麼說你，你不會又說我就是格局小的人.... 我們總會有時候或多或少這樣子的。但是隨着你的成長，格局或者心胸會不斷的變大、被撐大。到時候可能就會這麼想，你們可以和我交流的，我不一定是對的，但是我們可以交換一下我們的認識。這種想法就很善、很善了。

好了今天就到這裏，我們下一節再見！

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