Zookeeper VS Chubby

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区别的根源

一个设计良好的系统应该是围绕并为其设计目标服务的。

  • Chubby:provide coarse-grained locking as well as reliable storage for a loosely-coupled distributed system.

  • Zookeeper:provide a simple and high performance kernel for building more complex coordination primitives at the client.

关键词

chubby:lock service

zookeeper: coordination

Chubby旗帜鲜明的表示自己是为分布式锁服务的,而Zookeeper则倾向于构造一个“Kernel”,而利用这个“Kernel”客户端可以自己实现众多更复杂的分布式协调机制。自然的,Chubby倾向于提供更精准明确的操作来免除使用者的负担,Zookeeper则需要提供更通用,更原子的原材料,留更多的空白和自由给Client。也正是因此,为了更适配到更广的场景范围Zookeeper对性能的提出了更高的要求。

 

1)一致性

chubby:线性一致性

chubby的一致性是分布式系统中所能实现的最高的一致性,即每次操作时都可以看到其之前的所有操作按顺序完成

 

ZooKeeper:写操作线性(Linearizable writes) + 客户端有序(FIFO client order)

写操作线性:所有修改集群状态的操作按顺序完成

客户端有序:对任意一个client来说,它所有的读写操作按顺序完成

 

从实现上来看。

 

读请求

写请求

chubby

由Master单独处理(or Client Cache)

仅Master处理写请求

zookeeper

Leader提供读服务,Follower和Observer也能提供读服务

 

仅Leader处理写请求

区别

对于读请求的处理逻辑是不同的!

chubby的所有读写请求都交给Master串行执行,并且利用一致性协议复制到集群中所有节点

 

ZooKeeper仅将写操作交给Leader串行执行,这保证了写操作线性。

对于读操作,则由与客户端连接的server自行处理。

如何保证客户端有序?

Zookeeper给每一个写入后的状态一个唯一自增的zxid,并通过写操作的答复告知客户端,客户端之后的读操作都会携带这个zxid,

直连的server通过比较zxid判断自己是否滞后,如果是,则让读操作等待。

 

从以上对比可以看出,Zookeeper损失的是不同客户端的读写操作的一致性。如下图所示:

 

集群初始状态为x,Client A发起写操作将状态修改为y,写操作由于写操作线性保证转发给Leader通过一致性协议复制到整个集群,过半数节点成功后返回;

此时,Client B从还未同步到的server上读到的值仍未x。

这种一致性的损失,换来的是集群读请求的高性能。

 

不像Chubby的单点服务的结构,zookeeper采用多个server同时处理客户端的请求,异步读同步写,通过primary节点来同步数据的update,这一点大大改善了读服务的性能,当然弱化了客户端与服务器之间的一致性。

 

对于不能容忍这种不一致的场景,Zookeeper提供了两种机制满足:

  • Watcher通知跟Read操作一样是由客户端所连接Server本地处理的,所以Client B收到对应的事件通知后再Read就一定能看到最新的状态y;

  • 由于客户端有序的保证,Client B可以在Read操作前加一条Write操作,来保证看到最新状态,为了避免这个不必要的Write操作Zookeeper提供Sync命令,相当于一条空的写操作。

 

总结:

Chubby保证了数据的强一致性。

Zookeeper通过牺牲一定的一致性来换取更高的读性能。

 

2)Client Cache vs No Cache

Chubby:客户端维护了cache,并且客户端cache是强一致的。

(关于维护客户端cache带来的写性能的影响,在chubby的应用场景中,为读多写少,写操作其实很少)

ZooKeeper:根本没有实现cache功能,用户如果需要必须自己实现,利用watcher机制,用户能方便地按照自己需求实现一致或不一致的cache语义。

 

总结

chubby提供分布式锁服务,对一致性有更高的要求,为强一致。

zookeeper提供分布式协调服务,为了适配更广的场景,对性能有更高的要求,牺牲了一定的一致性。

 

参考资料

【1】http://xudifsd.org/blog/2016/06/chubby-zookeeper-different-consistency-level/

【2】https://www.cnblogs.com/linhaohong/archive/2012/11/26/2789394.html

【3】https://bzdww.com/article/146310/ Zookeeper vs Chubby

【4】http://www.evanlin.com/til-2016-07-25/

【5】https://www.cnblogs.com/lulu/p/4199056.html

posted @ 2019-08-27 21:15  Ye_yang  阅读(117)  评论(0编辑  收藏