zookeeper原理篇-Zookeeper会话机制(1)

2. 接下来左移24位,我们可以得到结果:

01000001 100000011 11000100 01001101 11110111 00000000 00000000 00000000，可以看到低位已经把高位补齐，剩下的低位都使用了0补齐

3.右移8位，结果变成了:

00000000 01000001 100000011 11000100 01001101 11110111 00000000 00000000

4.计算机器码标识ID：

在initializeNextSession方法中，出现了一个id变量，这个变量就是生成的SID的值，而SID在部署的时候就是我们在myid中配置的值，一般是一个整数，假设此时的值为2，转为64位二进制表示：

00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000010

此时发现高位几乎都是0，进行左移56位以后，得到值如下:

00000010 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000

5.将前面第三步和第四步得到的结果进行 | 操作:

可以得到结果为:

00000010 01000001 10000011 11000100 01001101 11110111 00000000 00000000

这个时候我们可以得到一个单机中唯一的序列号ID，整个算法大概可以理解为，先通过高8位确定机器以后，后面的56位按照毫秒进行随机，可以看出来当前的算法!还是蛮严谨的，基本上看不出来什么明显的问题，但是其实也有问题的，其中我们可以看到，zk选择了当前机器时间内的毫秒作为基数，但是如果时间到了2022年4月8号以后， System . currentTimeMillis ()的值会是多少呢？

Date d = new Date (2022-1900 f 3,8);
System. out. p rin tln ( Long. toBinaryString(d .getTime（）））;

打印出来的结果为:

0000000000000000000000011000000000000100110000010000010000000000

接着我们左移24位以后会发现，这个时候的值依然是个负数，所以我们为了保证不会出现负数的情况，解决方案如下:

public static long initializeNextSession(long id { ) {
long nextSid = 0;
nextSid = (System .currentTim eM illis() « 24) > » 8;
nextSid = nextSid | (id « 5 6 );
return nextSid;
} }

这样就可以避免生成的时候出现负数了

SessionTracker

SessionTracker是Zookeeper中的会话管理器，负责整个zk生命周期中会话的创建、管理和清理操作，而每一个会话在Sessiontracker内部都保留了三份，大体如下:

1.sessionsWithTimeout这是一个ConcurrentHashMap<Long,Integer>类型的数据结构，用来管理会话的超时时间，这个参数会被持久化到快照文件中去

2.sessionsById是一个HashMap<Long,Integer>类型的数据结构，用于根据sessionId来管理session实体

3.sessionsSets同样也是一个HashMap<Long,Integer>类型的数据结构，用来会话超时的时候进行归档，便于进行会话恢复和管理

会话创建

创建会话的过程，大体可以分为几个步骤，分别是处理ConnectRequest请求、创建会话、处理器链路处理和响应，在zk服务端中，首先是NIOServerCnxn来负责接受来自客户端的会话创建请求，并且进行反序列化工作，然后开始分配超时时间。分配完毕后，会开始创建sessionId,并且将其注册到SessionsById和sessionsWithTimeOut，进行激活，这个时候就可以考虑处理流转。

会话管理

Zookeeper中的会话管理主要是SesssionTracker负责的，内部使用了一个特殊的机制，称之为分桶策略，所谓分桶策略，其实是将类似的会话放在一个区块中进行管理，以便于zookeeper对会话进行不同区块的隔离以及同一区块的统一处理

从图中我们可以看到，所有的会话都分配在了不同的区块中，分配原则是每个会话的下个超时的时间点，ExpiractionTime是指最近一次可能过期的时间点，每一个会话的ExpiractionTime的计算方式如下:

ExpiractionTime = CurrentTime + SessionTimeout

但是不要忘记了，Zookeeper的Leader服务器在运行期间会定期检查是否超时，这个定期的时间间隔为ExpiractionInterval，单位是秒，默认情况下是tickTime的值，即2000毫秒进行一次检查，完整的ExpiractionTime的计算方式如下:

ExpirationTime_ = CurrentTime + SessionTimeout ;
ExpirationTime = (ExpirationTime_ / Expirationlnterval+ 1) x Expirationlnterval ;

会话激活

同样的，在整个zookeeper运行过程中，客户端会在超时时间内向服务端发送PING请求来保持时效性，俗称心跳检测，而服务端在接受到了客户端的心跳请求后需要再次激活会话状态，这个过程称之为TouchSession，流程如下:

1.检验会话是否已经被关闭，Leader会去检查会话是否被关闭，如果已经关闭，不会再去激活该会话

2.如果会话没有被关闭，则开始计算下一次的超时时间Expiration_New，而计算的过程则是使用上面的公式

3.计算完新的超时时间以后，会去获取会员原来的超时时间，并且根据时间来定位原来存放的区块

4.接着，从该区块中找到会话，进行会话迁移，放入新的Expiration_New对应的区块中，如图所示:

经过以上的步骤，基本已经完成了会话的激活，而每一次心跳的检测，则是进行了一次会话激活操作，在整个Zookeeper运行过程中，一般如下两个操作才会导致会话激活:

1.当客户端向服务端发送请求的时候，包括读写请求，都会主动触发一次会话激活

2.如果客户端在sessionTimeOut / 3时间范围内尚未和服务器之间进行通信，即没有发送任何请求，就会主动发起一个PING请求，去触发服务端的会话激活操作

除此之外，由于会话之间的激活是按照分桶策略进行保存的，因此我们可以利用此策略优化对于会话的超时检查，在Zookeeper中，会话超时检查也是由SessionTracker负责的，内部有一个线程专门进行会话的超时检查，只要依次的对每一个区块的会话进行检查，由于分桶是按照ExpriationInterval 的倍数来进行会话分布的，因此只要在这些时间点检查即可，这样可以减少检查的次数，并且批量清理会话，实现较高的效率。

会话清理

会话检查操作以后，当发现有超时的会话的时候，会进行会话清理操作，而Zookeeper中的会话清理操作，主要是以下几个步骤:

1.由于会话清理过程需要一定的时间，为了保证在清理的过程中，该会话不会再去接受和处理发来的请求，因此，在会话检查完毕后，SessionTracker会先将其会话的isClose标记为true，接着为了保证在进行会话关闭的过程中，在整个集群中都生效，Zookeeper使用了提交的方式，交给PreRequestProcessor处理器进行处理

2.在某个会话失效后，这个会话创建的相关临时节点列表都应该被删除，因此在删除会话之前，需要先找到与改会话相对应的临时节点列表，在Zookeeper的内存数据库中，会为每一个会话单独保存一份由该会话维护的临时节点集合，但是我们需要考虑一些特殊情况，例如在删除会话的时候，有没处理完毕的删除节点的请求，而这个被删除的节点刚好又是会话对应的临时节点，或者这个时候正在处理临时节点创建的请求，而且也是当前会话的请求。这个时候我们必须考虑处理方案，防止出现数据不一致的情况，而第一种情况，则是防止重复删除，我们只需要先把请求对应的节点删除，再去删除对应的列表即可，而第二种情况，我们也需要先执行添加节点的请求，保证节点不会出现删除遗漏即可。

3.当会话对应的临时节点列表找到后，Zookeeper会将列表中所有的节点变成删除节点的请求，并且丢给事物变更队列OutStandingChanges中，接着FinalRequestProcessor处理器会触发删除节点的操作，从内存数据库中删除。

4.当会话对应的临时节点被删除以后，就需要将会话从SessionTracker中移除了，主要从SessionById，sessionsWithTimeOut以及sessionsSets中将会话移除掉，当一切操作完成后，清理会话操作完成，这个时候将会关闭最终的连接NioServerCnxn。

会话重连

在Zookeeper运行过程中，也可能会出现会话断开后重连的情况，这个时候客户端会从连接列表中按照顺序的方式重新建立连接，直到连接上其中一台机器为止，这个时候可能出现两种状态，一种是正常的连接CONNECTED，这种情况是Zookeeper客户端在超时时间内连接上了服务端，而超时以后才连接上服务端的话，这个时候的客户端会话状态则为EXPIRED，被视为非法会话。

而在重连之前，可能因为其他原因导致的断开连接，即CONNECTION_LESS，会抛出异常 org.apache.zookeeper.KeeperException$ConnectionLossException，我们需要捕获异常，并且在重连成功后，收到None-SyncConnection通知里面进行setData的处理操作即可。而在这个过程中，会话可能会出现两种情况：

会话失效:SESSION_EXPIRED

总结

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第一章、热修复设计
第二章、插件化框架设计
第三章、组件化框架设计
第四章、图片加载框架
第五章、网络访问框架设计
第六章、RXJava 响应式编程框架设计
第七章、IOC 架构设计
第八章、Android 架构组件 Jetpack

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