【zookeeper源码】启动流程详解-白红宇

zookeeper启动类的位置在org.apache.zookeeper.server.ZooKeeperServerMain，没错，找到它，并运行Main方法，即可启动zookeeper服务器。

请注意，在笔者的环境中只启动了一个zookeeper服务器，所以它并不是一个集群环境。

一、加载配置

第一步就是要加载配置文件，我们来看initializeAndRun方法。

protected void initializeAndRun(String[] args)throws ConfigException, IOException{	ServerConfig config = new ServerConfig();	if (args.length == 1) {		config.parse(args[0]);	} else {		config.parse(conf);	}	runFromConfig(config);}复制代码

这里主要就是把zoo.cfg中的配置加载到ServerConfig对象中，过程比较简单，不再赘述。我们先看几个简单的配置项含义。

配置	含义
clientPort	对外服务端口，一般2181
dataDir	存储快照文件的目录，默认情况下，事务日志文件也会放在这
tickTime	ZK中的一个时间单元。ZK中所有时间都是以这个时间单元为基础，进行整数倍配置
minSessionTimeout maxSessionTimeout	Session超时时间，默认是2tickTime ~ 20tickTime 之间
preAllocSize	预先开辟磁盘空间，用于后续写入事务日志，默认64M
snapCount	每进行snapCount次事务日志输出后，触发一次快照，默认是100,000
maxClientCnxns	最大并发客户端数，默认是60

二、启动服务

我们接着往下看，来到runFromConfig方法。

public void runFromConfig(ServerConfig config) throws IOException {	LOG.info("Starting server");	FileTxnSnapLog txnLog = null;	try {		final ZooKeeperServer zkServer = new ZooKeeperServer();		final CountDownLatch shutdownLatch = new CountDownLatch(1);				//注册服务器关闭事件		zkServer.registerServerShutdownHandler(				new ZooKeeperServerShutdownHandler(shutdownLatch));			//操作事务日志和快照日志文件类		txnLog = new FileTxnSnapLog(new File(config.dataLogDir), new File(				config.dataDir));		txnLog.setServerStats(zkServer.serverStats());				//设置配置属性		zkServer.setTxnLogFactory(txnLog);		zkServer.setTickTime(config.tickTime);		zkServer.setMinSessionTimeout(config.minSessionTimeout);		zkServer.setMaxSessionTimeout(config.maxSessionTimeout);				//实例化ServerCnxnFactory抽象类		cnxnFactory = ServerCnxnFactory.createFactory();		cnxnFactory.configure(config.getClientPortAddress(),				config.getMaxClientCnxns());		cnxnFactory.startup(zkServer);		shutdownLatch.await();		shutdown();		cnxnFactory.join();		if (zkServer.canShutdown()) {			zkServer.shutdown(true);		}	} catch (InterruptedException e) {		LOG.warn("Server interrupted", e);	} finally {		if (txnLog != null) {			txnLog.close();		}	}}复制代码

以上代码就是zookeeper服务器从启动到关闭的流程。我们拆分来看。

1、服务关闭事件

我们看到给zkServer注册了服务器关闭的处理类。

final ZooKeeperServer zkServer = new ZooKeeperServer();final CountDownLatch shutdownLatch = new CountDownLatch(1);zkServer.registerServerShutdownHandler(		new ZooKeeperServerShutdownHandler(shutdownLatch));复制代码

首先，我们应该知道zookeeper服务器是有状态的。

protected enum State {	INITIAL, RUNNING, SHUTDOWN, ERROR;}复制代码

那么，在状态发生变化的时候，就会调用到setState方法。

public class ZooKeeperServer{	//当zookeeper服务器状态发生变化时候调用此方法	protected void setState(State state) {		this.state = state;		if (zkShutdownHandler != null) {			zkShutdownHandler.handle(state);		} else {			LOG.debug("ZKShutdownHandler is not registered, so ZooKeeper server "					+ "won't take any action on ERROR or SHUTDOWN server state changes");		}	}}复制代码

然后在这里就会调用到注册的处理器。在处理器中，如果发现状态不对，shutdownLatch.await方法就会被唤醒。

class ZooKeeperServerShutdownHandler {	void handle(State state) {        if (state == State.ERROR || state == State.SHUTDOWN) {            shutdownLatch.countDown();        }    }}复制代码

当它被唤醒，事情就变得简单了。关闭、清理各种资源。

2、日志文件

事务日志文件和快照文件的操作，分别对应着两个实现类，在这里就是为了创建文件路径和创建类实例。

public FileTxnSnapLog(File dataDir, File snapDir) throws IOException {	LOG.debug("Opening datadir:{} snapDir:{}", dataDir, snapDir);	this.dataDir = new File(dataDir, version + VERSION);	this.snapDir = new File(snapDir, version + VERSION);	if (!this.dataDir.exists()) {		if (!this.dataDir.mkdirs()) {			throw new IOException("Unable to create data directory "					+ this.dataDir);		}	}	if (!this.dataDir.canWrite()) {		throw new IOException("Cannot write to data directory " + this.dataDir);	}	if (!this.snapDir.exists()) {		if (!this.snapDir.mkdirs()) {			throw new IOException("Unable to create snap directory "					+ this.snapDir);		}	}	if (!this.snapDir.canWrite()) {		throw new IOException("Cannot write to snap directory " + this.snapDir);	}	if(!this.dataDir.getPath().equals(this.snapDir.getPath())){		checkLogDir();		checkSnapDir();	}	txnLog = new FileTxnLog(this.dataDir);	snapLog = new FileSnap(this.snapDir);}复制代码

上面的好理解，如果文件不存在就去创建，并检查是否拥有写入权限。

中间还有个判断很有意思，如果两个文件路径不相同，还要调用checkLogDir、checkSnapDir去检查。检查什么呢？就是不能放在一起。

事务日志文件目录下，不能包含快照文件。 快照文件目录下，也不能包含事务日志文件。

最后，就是初始化两个实现类，把创建后的文件对象告诉它们。

3、启动服务

服务器的启动对应着两个实现：NIO服务器和Netty服务器。所以一开始要调用createFactory来选择实例化一个实现类。

static public ServerCnxnFactory createFactory() throws IOException {	String serverCnxnFactoryName =		System.getProperty("zookeeper.serverCnxnFactory");	if (serverCnxnFactoryName == null) {		serverCnxnFactoryName = NIOServerCnxnFactory.class.getName();	}	try {		ServerCnxnFactory serverCnxnFactory = Class.forName(serverCnxnFactoryName)				.getDeclaredConstructor().newInstance();		return serverCnxnFactory;	} catch (Exception e) {		IOException ioe = new IOException("Couldn't instantiate "				+ serverCnxnFactoryName);		ioe.initCause(e);		throw ioe;	}}复制代码

先获取zookeeper.serverCnxnFactory属性值，如果它为空，默认创建的就是NIOServerCnxnFactory实例。

所以，如果我们希望用Netty启动，就可以这样设置： System.setProperty("zookeeper.serverCnxnFactory", NettyServerCnxnFactory.class.getName());

最后通过反射获取它们的构造器并实例化。然后调用它们的方法来绑定端口，启动服务。两者差异不大，在这里咱们以Netty为例看一下。

构造函数

NettyServerCnxnFactory() {	bootstrap = new ServerBootstrap(			new NioServerSocketChannelFactory(					Executors.newCachedThreadPool(),					Executors.newCachedThreadPool()));	bootstrap.setOption("reuseAddress", true);	bootstrap.setOption("child.tcpNoDelay", true);	bootstrap.setOption("child.soLinger", -1);	bootstrap.getPipeline().addLast("servercnxnfactory", channelHandler);}复制代码

在构造函数中，初始化ServerBootstrap对象，设置TCP参数。我们重点关注的是，它的事件处理器channelHandler。

事件处理器

这里的channelHandler是一个内部类，继承自SimpleChannelHandler。它被标注为@Sharable，还是一个共享的处理器。

@Sharableclass CnxnChannelHandler extends SimpleChannelHandler {		//客户端连接被关闭	public void channelClosed(ChannelHandlerContext ctx, ChannelStateEvent e)throws Exception{		//移除相应的Channel		allChannels.remove(ctx.getChannel());	}	//客户端连接	public void channelConnected(ChannelHandlerContext ctx,ChannelStateEvent e) throws Exception{		allChannels.add(ctx.getChannel());		NettyServerCnxn cnxn = new NettyServerCnxn(ctx.getChannel(),				zkServer, NettyServerCnxnFactory.this);		ctx.setAttachment(cnxn);		addCnxn(cnxn);	}	//连接断开	public void channelDisconnected(ChannelHandlerContext ctx,ChannelStateEvent e) throws Exception{		NettyServerCnxn cnxn = (NettyServerCnxn) ctx.getAttachment();		if (cnxn != null) {			cnxn.close();		}	}	//发生异常	public void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, ExceptionEvent e)throws Exception{		NettyServerCnxn cnxn = (NettyServerCnxn) ctx.getAttachment();		if (cnxn != null) {			if (LOG.isDebugEnabled()) {				LOG.debug("Closing " + cnxn);			}			cnxn.close();		}	}	//有消息可读	public void messageReceived(ChannelHandlerContext ctx, MessageEvent e)throws Exception{		try {			//找到对应的NettyServerCnxn，调用方法处理请求信息			NettyServerCnxn cnxn = (NettyServerCnxn)ctx.getAttachment();			synchronized(cnxn) {				processMessage(e, cnxn);			}		} catch(Exception ex) {			LOG.error("Unexpected exception in receive", ex);			throw ex;		}	}	//处理消息	private void processMessage(MessageEvent e, NettyServerCnxn cnxn) {		....省略	}}复制代码

这里面就是处理各种IO事件。比如客户端连接、断开连接、可读消息...

我们看messageReceived方法。当有消息请求时，调用到此方法。它会找到当前Channel对应的NettyServerCnxn对象，调用其receiveMessage方法，来完成具体请求的处理。

绑定端口

初始化完成之后，通过bootstrap.bind来绑定端口，正式开始对外提供服务。

public class NettyServerCnxnFactory extends ServerCnxnFactory {	public void start() {		LOG.info("binding to port " + localAddress);		parentChannel = bootstrap.bind(localAddress);	}}复制代码

上面我们调用start方法启动了Netty服务，但整个zookeeper的启动过程还没有完成。

public void startup(ZooKeeperServer zks) throws IOException,InterruptedException {	start();	setZooKeeperServer(zks);	zks.startdata();	zks.startup();}复制代码

三、加载数据

接着我们看zks.startdata(); 它要从zookeeper数据库加载数据。

有的同学不禁有疑问，什么，zk竟然还有数据库？ 不着急，我们慢慢看。

public class ZooKeeperServer implements SessionExpirer, ServerStats.Provider {	//加载数据    public void startdata()throws IOException, InterruptedException {	        //刚启动的时候，zkDb为空，先去初始化。        if (zkDb == null) {            zkDb = new ZKDatabase(this.txnLogFactory);        }  		//加载数据        if (!zkDb.isInitialized()) {            loadData();        }    }}复制代码

上面的代码中，在刚启动的时候zkDb为空，所以会进入第一个条件判断，调用构造方法，初始化zkDb。之后，调用loadData方法加载数据。

1、ZKDatabase

事实上，zookeeper并没有数据库，有的只是ZKDatabase这个类，或者叫它内存数据库。我们先看看它有哪些属性。

public class ZKDatabase {    	//数据树    protected DataTree dataTree;	//Session超时会话    protected ConcurrentHashMap
    
      sessionsWithTimeouts;	//事务、快照Log    protected FileTxnSnapLog snapLog;	//最小、最大事务ID    protected long minCommittedLog, maxCommittedLog;    public static final int commitLogCount = 500;    protected static int commitLogBuffer = 700;	//事务日志列表，记录着提案信息    protected LinkedList
     
       committedLog = new LinkedList
      
       ();    protected ReentrantReadWriteLock logLock = new ReentrantReadWriteLock();	//初始化标记    volatile private boolean initialized = false;}复制代码

这里面包括会话，数据树和提交日志。所有的数据都保存在DataTree中，它就是数据树，它保存所有的节点数据。

public class DataTree {	//哈希表提供对数据节点的快速查找    private final ConcurrentHashMap
    
      nodes =        new ConcurrentHashMap
     
      ();	//Watcher相关    private final WatchManager dataWatches = new WatchManager();    private final WatchManager childWatches = new WatchManager();		//zookeeper默认创建的节点    private static final String rootZookeeper = "/";    private static final String procZookeeper = "/zookeeper";    private static final String procChildZookeeper = procZookeeper.substring(1);    private static final String quotaZookeeper = "/zookeeper/quota";    private static final String quotaChildZookeeper = quotaZookeeper            .substring(procZookeeper.length() + 1);}复制代码

在我们从zookeeper上查询节点数据的时候，就是通过DataTree中的方法去获取。再具体就是通过节点名称去nodes哈希表去查询。比如：

public byte[] getData(String path, Stat stat, Watcher watcher){	DataNode n = nodes.get(path);	if (n == null) {		throw new KeeperException.NoNodeException();	}	synchronized (n) {		n.copyStat(stat);		if (watcher != null) {			dataWatches.addWatch(path, watcher);		}		return n.data;	}}复制代码

那我们也许已经想到了，DataNode才会保存数据的真正载体。

public class DataNode implements Record {    	//父级节点    DataNode parent;	//节点数据内容    byte data[];    //权限信息    Long acl;    //节点统计信息    public StatPersisted stat;	//子节点集合    private Set
    
      children = null;	//空Set对象    private static final Set
     
       EMPTY_SET = Collections.emptySet();}复制代码

在zookeeper中的一个节点就对应一个DataNode对象。它包含一个父级节点和子节点集合、权限信息、节点数据内容、统计信息，都在此类中表示。

2、实例化对象

我们接着回过头来，继续看代码。如果zkDb为空，就要去实例化它。

public ZKDatabase(FileTxnSnapLog snapLog) {	dataTree = new DataTree();	sessionsWithTimeouts = new ConcurrentHashMap
    
     ();	this.snapLog = snapLog;}复制代码

这里就是实例化DataTree对象，初始化超时会话的Map，赋值snapLog 对象。

那么在DataTree的构造函数中，初始化zookeeper默认的节点，就是往nodes哈希表中添加DataNode对象。

public DataTree() {	nodes.put("", root);	nodes.put(rootZookeeper, root);	root.addChild(procChildZookeeper);	nodes.put(procZookeeper, procDataNode);	procDataNode.addChild(quotaChildZookeeper);	nodes.put(quotaZookeeper, quotaDataNode);}复制代码

3、加载数据

如果zkDb还没有被初始化，那就加载数据库，并设置为已初始化状态，然后清理一下过期Session。

public class ZooKeeperServer{	public void loadData() throws IOException, InterruptedException {		if(zkDb.isInitialized()){			setZxid(zkDb.getDataTreeLastProcessedZxid());		}		else {			setZxid(zkDb.loadDataBase());		}		//清理过期session		LinkedList
    
      deadSessions = new LinkedList
     
      ();		for (Long session : zkDb.getSessions()) {			if (zkDb.getSessionWithTimeOuts().get(session) == null) {				deadSessions.add(session);			}		}		zkDb.setDataTreeInit(true);		for (long session : deadSessions) {			killSession(session, zkDb.getDataTreeLastProcessedZxid());		}	}}复制代码

我们看zkDb.loadDataBase()方法。它将从磁盘文件中加载数据库。

public class ZKDatabase {	//从磁盘文件中加载数据库，并返回最大事务ID	public long loadDataBase() throws IOException {        long zxid = snapLog.restore(dataTree, s				essionsWithTimeouts, commitProposalPlaybackListener);        initialized = true;        return zxid;    }}复制代码

既然是磁盘文件，那么肯定就是快照文件和事务日志文件。snapLog.restore将证实这一点。

public class FileTxnSnapLog {	public long restore(DataTree dt, Map
    
      sessions, 			PlayBackListener listener) throws IOException {			//从快照文件中加载数据        snapLog.deserialize(dt, sessions);		//从事务日志文件中加载数据        long fastForwardFromEdits = fastForwardFromEdits(dt, sessions, listener);        return fastForwardFromEdits;    }}复制代码

加载数据的过程看起来比较复杂，但核心就一点：从文件流中读取数据，转换成DataTree对象，放入zkDb中。在这里，咱们先不看解析文件的过程，就看看文件里存放的到底是些啥？

快照文件

我们找到org.apache.zookeeper.server.SnapshotFormatter，它可以帮我们输出快照文件内容。在main方法中，设置一下快照文件的路径，然后运行它。

public class SnapshotFormatter {	public static void main(String[] args) throws Exception {				//设置快照文件路径		args = new String[1];		args[0] = "E:\\zookeeper-data\\version-2\\snapshot.6";		if (args.length != 1) {			System.err.println("USAGE: SnapshotFormatter snapshot_file");			System.exit(2);		}		new SnapshotFormatter().run(args[0]);	}}复制代码

运行这个main方法，在控制台输出的就是快照文件内容。

ZNode Details (count=8):----/  cZxid = 0x00000000000000  ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970  mZxid = 0x00000000000000  mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970  pZxid = 0x00000000000002  cversion = 1  dataVersion = 0  aclVersion = 0  ephemeralOwner = 0x00000000000000  dataLength = 0----/zookeeper  cZxid = 0x00000000000000  ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970  mZxid = 0x00000000000000  mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970  pZxid = 0x00000000000000  cversion = 0  dataVersion = 0  aclVersion = 0  ephemeralOwner = 0x00000000000000  dataLength = 0----/zookeeper/quota  cZxid = 0x00000000000000  ctime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970  mZxid = 0x00000000000000  mtime = Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970  pZxid = 0x00000000000000  cversion = 0  dataVersion = 0  aclVersion = 0  ephemeralOwner = 0x00000000000000  dataLength = 0----/test  cZxid = 0x00000000000002  ctime = Sat Feb 23 19:57:43 CST 2019  mZxid = 0x00000000000002  mtime = Sat Feb 23 19:57:43 CST 2019  pZxid = 0x00000000000005  cversion = 3  dataVersion = 0  aclVersion = 0  ephemeralOwner = 0x00000000000000  dataLength = 4----/test/t1  cZxid = 0x00000000000003  ctime = Sat Feb 23 19:57:53 CST 2019  mZxid = 0x00000000000003  mtime = Sat Feb 23 19:57:53 CST 2019  pZxid = 0x00000000000003  cversion = 0  dataVersion = 0  aclVersion = 0  ephemeralOwner = 0x00000000000000  dataLength = 4----/test/t2  cZxid = 0x00000000000004  ctime = Sat Feb 23 19:57:56 CST 2019  mZxid = 0x00000000000004  mtime = Sat Feb 23 19:57:56 CST 2019  pZxid = 0x00000000000004  cversion = 0  dataVersion = 0  aclVersion = 0  ephemeralOwner = 0x00000000000000  dataLength = 4----/test/t3  cZxid = 0x00000000000005  ctime = Sat Feb 23 19:57:58 CST 2019  mZxid = 0x00000000000005  mtime = Sat Feb 23 19:57:58 CST 2019  pZxid = 0x00000000000005  cversion = 0  dataVersion = 0  aclVersion = 0  ephemeralOwner = 0x00000000000000  dataLength = 4----Session Details (sid, timeout, ephemeralCount):0x10013d3939a0000, 99999, 00x10013d1adcb0000, 99999, 0复制代码

我们可以看到，格式化后的快照文件内容，除了开头的count信息和结尾的Session信息，中间每一行就是一个DataNode对象。从节点名称可以推算出自己的父级节点和子节点，其它的就是此节点的统计信息对象StatPersisted。

事务日志文件

我们找到org.apache.zookeeper.server.LogFormatter这个类，在main方法中设置事务日志的文件路径，然后运行它。在zookeeper中的每一个事务操作，都会被记录下来。

19-2-23 下午07时57分32秒 session 0x10013d1adcb0000 cxid 0x0 zxid 0x1 createSession 9999919-2-23 下午07时57分43秒 session 0x10013d1adcb0000 cxid 0x2 zxid 0x2 create '/test,#31323334,v{s{31,s{'world,'anyone}}},F,119-2-23 下午07时57分53秒 session 0x10013d1adcb0000 cxid 0x3 zxid 0x3 create '/test/t1,#31323334,v{s{31,s{'world,'anyone}}},F,119-2-23 下午07时57分56秒 session 0x10013d1adcb0000 cxid 0x4 zxid 0x4 create '/test/t2,#31323334,v{s{31,s{'world,'anyone}}},F,219-2-23 下午07时57分58秒 session 0x10013d1adcb0000 cxid 0x5 zxid 0x5 create '/test/t3,#31323334,v{s{31,s{'world,'anyone}}},F,319-2-23 下午07时58分51秒 session 0x10013d3939a0000 cxid 0x0 zxid 0x6 createSession 9999919-2-23 下午07时59分07秒 session 0x10013d3939a0000 cxid 0x4 zxid 0x7 create '/test/t4,#31323334,v{s{31,s{'world,'anyone}}},F,4复制代码

可以看到，每一个事务对应一行记录。包含操作时间、sessionId、事务ID、操作类型、节点名称和权限信息等。需要注意的是，只有变更操作才会被记录到事务日志。所以，在这里我们看不到任何读取操作请求。

四、会话管理器

会话是Zookeeper中一个重要的抽象。保证请求有序、临时znode节点、监听点都和会话密切相关。Zookeeper服务器的一个重要任务就是跟踪并维护这些会话。

在zookeeper中，服务器要负责清理掉过期会话，而客户端要保持自己的活跃状态，只能依靠心跳信息或者一个新的读写请求。

而对于过期会话的管理，则依靠“分桶策略”来完成。具体情况是这样的：

1、zookeeper会为每个会话设置一个过期时间，我们称它为nextExpirationTime

2、将这个过期时间和相对应的Session集合放入Map中

3、开启线程，不断轮训这个Map，取出当前过期点nextExpirationTime的Session集合，然后关闭它们

4、未活跃的Session被关闭；正在活跃的Session会重新计算自己的过期时间，修改自己的过期时间nextExpirationTime，保证不会被线程扫描到

简而言之，还在活跃的Session依靠不断重置自己的nextExpirationTime时间，就不会被线程扫描到，继而被关闭。

接下来我们看调用到的zks.startup();方法，具体是怎么做的。

public class ZooKeeperServer	public synchronized void startup() {		if (sessionTracker == null) {			createSessionTracker();		}		startSessionTracker();		setupRequestProcessors();		registerJMX();		setState(State.RUNNING);		notifyAll();	}}复制代码

我们只关注createSessionTracker、startSessionTracker两个方法，它们和会话相关。

1、创建会话跟踪器

创建会话跟踪器，这里是一个SessionTrackerImpl对象实例。

protected void createSessionTracker() {	sessionTracker = new SessionTrackerImpl(this, zkDb.getSessionWithTimeOuts(),			tickTime, 1, getZooKeeperServerListener());}复制代码

在构造方法里，做了一些参数初始化的工作。

public SessionTrackerImpl(SessionExpirer expirer,		ConcurrentHashMap
    
      sessionsWithTimeout, int tickTime,		long sid, ZooKeeperServerListener listener){			super("SessionTracker", listener);	this.expirer = expirer;	this.expirationInterval = tickTime;	this.sessionsWithTimeout = sessionsWithTimeout;	nextExpirationTime = roundToInterval(Time.currentElapsedTime());	this.nextSessionId = initializeNextSession(sid);	for (Entry
     
       e : sessionsWithTimeout.entrySet()) {		addSession(e.getKey(), e.getValue());	}}复制代码

我们重点关注下一个过期时间nextExpirationTime是怎样计算出来的。我们来看roundToInterval方法。

private long roundToInterval(long time) {	return (time / expirationInterval + 1) * expirationInterval;}复制代码

其中，time是基于当前时间的一个时间戳；expirationInterval是我们配置文件中的tickTime。如果我们假定time=10,expirationInterval=2，那么上面计算后的下一个过期时间为(10/2+1)*2=12

这也就是说，当前的Session会被分配到Id为12的分桶中。我们继续往下看这一过程。在addSession方法中，先查询是否有会话Id的SessionImpl，没有则新建并存入。

synchronized public void addSession(long id, int sessionTimeout) {		sessionsWithTimeout.put(id, sessionTimeout);	//查询对应SessionId的Impl类	if (sessionsById.get(id) == null) {		SessionImpl s = new SessionImpl(id, sessionTimeout, 0);		sessionsById.put(id, s);	} else {		if (LOG.isTraceEnabled()) {			ZooTrace.logTraceMessage(LOG, ZooTrace.SESSION_TRACE_MASK,					"SessionTrackerImpl --- Existing session 0x"					+ Long.toHexString(id) + " " + sessionTimeout);		}	}	touchSession(id, sessionTimeout);}复制代码

最后调用touchSession来激活会话。需要注意的是，zookeeper中的每个请求都会调用到此方法。它来计算活跃Session的下一个过期时间，并迁移到不同桶中。

我们一直在说“分桶”，或许难以理解“桶”到底是个什么东西。在代码中，它其实是个HashSet对象。

public class SessionTrackerImpl{			//过期时间和对应Session集合的映射	HashMap
    
      sessionSets = new HashMap
     
      ();		//Session集合	static class SessionSet {        HashSet
      
        sessions = new HashSet
       
        ();    }		synchronized public boolean touchSession(long sessionId, int timeout) {			SessionImpl s = sessionsById.get(sessionId);		//如果session被删除或者已经被标记为关闭状态		if (s == null || s.isClosing()) {			return false;		}		//计算下一个过期时间		long expireTime = roundToInterval(Time.currentElapsedTime() + timeout);		if (s.tickTime >= expireTime) {			return true;		}				//获取Session当前的过期时间		SessionSet set = sessionSets.get(s.tickTime);		if (set != null) {			//从集合中删除			set.sessions.remove(s);		}				//设置新的过期时间并加入到Session集合中		s.tickTime = expireTime;		set = sessionSets.get(s.tickTime);		if (set == null) {			set = new SessionSet();			sessionSets.put(expireTime, set);		}		set.sessions.add(s);		return true;	}}复制代码

我们回头看上面那个公式，如果第一次Session请求计算后的过期时间为12。那么，对应Session的映射如下： 12=org.apache.zookeeper.server.SessionTrackerImpl$SessionSet@25143a5e 第二次请求，计算后的过期时间为15。就会变成： 15=org.apache.zookeeper.server.SessionTrackerImpl$SessionSet@3045314d

同时，过期时间为12的记录被删除。这样，通过过期时间的变更，不断迁移这个Session的位置。我们就会想到，如果由于网络原因或者客户端假死，请求长时间未能到达服务器，那么对应Session的过期时间就不会发生变化。 **时代在变化，你不变，就会被抛弃。**这句话，同样适用于zookeeper中的会话。

我们接着看startSessionTracker();

protected void startSessionTracker() {	((SessionTrackerImpl)sessionTracker).start();}复制代码

SessionTrackerImpl继承自ZooKeeperCriticalThread，所以它本身也是线程类。调用start方法后开启线程，我们看run方法。

synchronized public void run() {	try {		while (running) {			currentTime = Time.currentElapsedTime();			if (nextExpirationTime > currentTime) {				this.wait(nextExpirationTime - currentTime);				continue;			}				SessionSet set;			//获取过期时间对应的Session集合			set = sessionSets.remove(nextExpirationTime);			//循环Session，关闭它们			if (set != null) {				for (SessionImpl s : set.sessions) {					setSessionClosing(s.sessionId);					expirer.expire(s);				}			}			nextExpirationTime += expirationInterval;		}	} catch (InterruptedException e) {		handleException(this.getName(), e);	}	LOG.info("SessionTrackerImpl exited loop!");}复制代码

这个方法通过死循环的方式，不断获取过期时间对应的Session集合。简直就是发现一起，查处一起 。这也就解释了为什么活跃Session必须要不断更改自己的过期时间，因为这里有人在监督。

最后就是注册了JMX，并设置服务器的运行状态。

五、总结

本文主要分析了zookeeper服务器启动的具体流程，我们再回顾一下。

配置 zoo.cfg文件，运行Main方法

注册zk服务器关闭事件，清理资源

选择NIO或者Netty服务器绑定端口，开启服务

初始化zkDB，加载磁盘文件到内存

创建会话管理器，监视过期会话并删除

注册JMX，设置zk服务状态为running