Spark2x原理剖析（二）-编程知识

一、概述

基于社区已有的JDBCServer基础上，采用多主实例模式实现了其高可用性方案。集群中支持同时共存多个JDBCServer服务，通过客户端可以随机连接其中的任意一个服务进行业务操作。即使集群中一个或多个JDBCServer服务停止工作，也不影响用户通过同一个客户端接口连接其他正常的JDBCServer服务。
多主实例模式相比主备模式的HA方案，优势主要体现在对以下两种场景的改进。

主备模式下，当发生主备切换时，会存在一段时间内服务不可用，该时间JDBCServer无法控制，取决于Yarn服务的资源情况。
Spark中通过类似于HiveServer2的Thrift JDBC提供服务，用户通过Beeline以及JDBC接口访问。因此JDBCServer集群的处理能力取决于主Server的单点能力，可扩展性不够。

采用多主实例模式的HA方案，不仅可以规避主备切换服务中断的问题，实现服务不中断或少中断，还可以通过横向扩展集群来提高并发能力。

二、实现方案

多主实例模式的HA方案原理如下图所示。
在这里插入图片描述

JDBCServer在启动时，向ZooKeeper注册自身消息，在指定目录中写入节点，节点包含了该实例对应的IP，端口，版本号和序列号等信息（多节点信息之间以逗号隔开）。
示例如下：

[serverUri=192.168.169.84:22550
;version=8.2.0;sequence=0000001244,serverUri=192.168.195.232:22550 ;version=8.2.0;sequence=0000001242,serverUri=192.168.81.37:22550 ;version=8.2.0;sequence=0000001243]

客户端连接JDBCServer时，需要指定Namespace，即访问ZooKeeper哪个目录下的JDBCServer实例。在连接的时候，会从Namespace下随机选择一个实例连接，详细URL参见URL连接介绍。
客户端成功连接JDBCServer服务后，向JDBCServer服务发送SQL语句。
JDBCServer服务执行客户端发送的SQL语句后，将结果返回给客户端。

在HA方案中，每个JDBCServer服务（即实例）都是独立且等同的，当其中一个实例在升级或者业务中断时，其他的实例也能接受客户端的连接请求。

多主实例方案遵循以下规则：

当一个实例异常退出时，其他实例不会接管此实例上的会话，也不会接管此实例上运行的业务。
当JDBCServer进程停止时，删除在ZooKeeper上的相应节点。
由于客户端选择服务端的策略是随机的，可能会出现会话随机分配不均匀的情况，进而可能引起实例间的负载不均衡。
实例进入维护模式（即进入此模式后不再接受新的客户端连接）后，当达到退服超时时间，仍在此实例上运行的业务有可能会发生失败。

三、URL连接介绍

多主实例模式

多主实例模式的客户端读取ZooKeeper节点中的内容，连接对应的JDBCServer服务。连接字符串为：

安全模式下：
Kinit认证方式下的JDBCURL如下所示：

jdbc:hive2://<zkNode1_IP>:<zkNode1_Port>,<zkNode2_IP>:<zkNode2_Port>,<zkNode3_IP>:<zkNode3_Port>/;serviceDiscoveryMode=zooKeeper;zooKeeperNamespace=sparkthriftserver2x;saslQop=auth-conf;auth=KERBEROS;principal=spark2x/hadoop.<系统域名>@<系统域名>;

注意：

其中“<zkNode_IP>:<zkNode_Port>”是ZooKeeper的URL，多个URL以逗号隔开。
例如：“192.168.81.37:24002,192.168.195.232:24002,192.168.169.84:24002”。
其中“sparkthriftserver2x”是ZooKeeper上的目录，表示客户端从该目录下随机选择JDBCServer实例进行连接。

示例：安全模式下通过Beeline客户端连接时执行以下命令：

sh CLIENT_HOME/spark/bin/beeline -u "jdbc:hive2://<zkNode1_IP>:<zkNode1_Port>,<zkNode2_IP>:<zkNode2_Port>,<zkNode3_IP>:<zkNode3_Port>/;serviceDiscoveryMode=zooKeeper;zooKeeperNamespace=sparkthriftserver2x;saslQop=auth-conf;auth=KERBEROS;principal=spark2x/hadoop.<系统域名>@<系统域名>;"

Keytab认证方式下的JDBCURL如下所示：

jdbc:hive2://<zkNode1_IP>:<zkNode1_Port>,<zkNode2_IP>:<zkNode2_Port>,<zkNode3_IP>:<zkNode3_Port>/;serviceDiscoveryMode=zooKeeper;zooKeeperNamespace=sparkthriftserver2x;saslQop=auth-conf;auth=KERBEROS;principal=spark2x/hadoop.<系统域名>@<系统域名>;user.principal=<principal_name>;user.keytab=<path_to_keytab>

普通模式下：

jdbc:hive2://<zkNode1_IP>:<zkNode1_Port>,<zkNode2_IP>:<zkNode2_Port>,<zkNode3_IP>:<zkNode3_Port>/;serviceDiscoveryMode=zooKeeper;zooKeeperNamespace=sparkthriftserver2x;

示例：普通模式下通过Beeline客户端连接时执行以下命令：

sh CLIENT_HOME/spark/bin/beeline -u "jdbc:hive2://<zkNode1_IP>:<zkNode1_Port>,<zkNode2_IP>:<zkNode2_Port>,<zkNode3_IP>:<zkNode3_Port>/;serviceDiscoveryMode=zooKeeper;zooKeeperNamespace=sparkthriftserver2x;"

非多主实例模式

非多主实例模式的客户端连接的是某个指定JDBCServer节点。该模式的连接字符串相比多主实例模式的去掉关于Zookeeper的参数项“serviceDiscoveryMode”和“zooKeeperNamespace”。

示例：安全模式下通过Beeline客户端连接非多主实例模式时执行以下命令：

sh CLIENT_HOME/spark/bin/beeline -u "jdbc:hive2://<server_IP>:<server_Port>/;user.principal=spark2x/hadoop.<系统域名>@<系统域名>;saslQop=auth-conf;auth=KERBEROS;principal=spark2x/hadoop.<系统域名>@<系统域名>;"

注意：

其中“<server_IP>:<server_Port>”是指定JDBCServer节点的URL。
“CLIENT_HOME”是指客户端路径。

多主实例模式与非多主实例模式两种模式的JDBCServer接口相比，除连接方式不同外其他使用方法相同。由于Spark JDBCServer是Hive中的HiveServer2的另外一个实现，其使用方法，请参见Hive官网：https://cwiki.apache.org/confluence/display/Hive/HiveServer2+Clients。