時間戳服務器：XiaoMi Chronos

Chronos，在古希臘語意為時間，是小米公司開發的實現高可用、高性能、提供全局唯一而且嚴格單調遞增timestamp的服務。

Chronos 采用主備架構，主服務器掛了以后備服務器迅速感知并接替服務，從而實現系統的高可用。服務端使用Thrift框 架，經測試每秒可處理約60萬次RPC請求，客戶端單線程每秒可請求6萬次(本地服務器)，保證高性能與低延時。全局只有唯一的 ChronosServer提供服務，分配的timestamp保證嚴格單調遞增，并且將已分配的值持久化到ZooKeeper上，即使發生 failover也能保證服務的正確性。

原理

Chronos依賴ZooKeeper實現與HBase類 似的Leader Election機制，ChronosServer啟動時將自己的信息寫到ZooKeeper的Master臨時節點上，如果主服務器已經存在，那么就記 錄到BackupServers節點上。一旦Master臨時節點消失(主服務器發生failover)，所有備服務器收到ZooKeeper通知后參與 新一輪的選主，保證最終只有一個新的主服務器接替服務。

ChronosServer運行時會啟動一個Thrift服務器，提供getTimestamp()和getTimestamps(int)接口， 并且保證每次返回的timestamp都是嚴格單調遞增的。返回的timestamp與現實時間有基本對應關系，為當前Unix time乘以2的18次方(足夠使用1115年)，由于我們優化了性能，所以如果存在failover就不能保證這種對應關系的可靠性。

ChronosClient啟動時，通過訪問ZooKeeper獲得當前的主ChronosServer地址，連接該服務器后就可以發送 Thrift RPC請求了。一旦主服務器發生failover，客戶端請求失敗，它會自動到ZooKeeper獲得新的主ChronosServer地址重新建立連 接。

使用

Chronos服務端

1. 進入chronos-server目錄，通過mvn clean package -DskipTests編譯源碼。
2. 進入target里面的conf目錄，編輯chronos.conf，填寫依賴的ZooKeeper配置。
3. 進入target里面的bin目錄，執行sh ./chronos.sh既可運行ChronosServer。

Chronos客戶端

1. 進入chronos-client目錄，通過mvn clean package -DskipTests編譯源碼。

2. 客戶端在pom.xml添加chronos-client的依賴(請使用對應的Thrift版本)。

    <dependency>
      <groupId>com.xiaomi.infra</groupId>
      <artifactId>chronos-client</artifactId>
      <version>1.2.0-thrift0.5.0</version>
    </dependency>

3. 創建ChronosClient對象，如new ChronosClient("127.0.0.1:2181", "default-cluster")。

4. 發送RPC請求，如chronosClient.getTimestamp()或chronosClient.getTimestamps(10)。

快速體驗

1. 參考ZooKeeper文檔，編譯ZooKeeper并運行在127.0.0.1:2181上。
2. 獲得chronos源代碼，執行mvn clean packge -DskipTests編譯(需要安裝Thrift)。
3. 進入chronos-server的bin目錄，執行sh ./chronos.sh運行ChronosServer。
4. 進入chronos-client目錄，執行mvn exec:java -Dexec.mainClass="com.xiaomi.infra.chronos.client.ChronosClient" -Dexec.args="127.0.0.1:2181 default-cluster"。

場景

• 提供全局嚴格單調遞增的timestamp，用于實現Percolator等全局性事務。
• 提供全局唯一的值，相比snowflake不依賴NTP服務，并且提供failover機制。

工具

• 提供list_servers.rb腳本，可監控當前的所有運行的ChronosServer狀態。
• 提供translate_timestamp.rb腳本，可將timestamp轉化為可讀的世界時間。
• 提供process_benchmark_log.rb腳本，可處理Benchmark程序產生的日志。

測試

• 性能測試

• Failover測試

持續殺掉ChronosServer和ZooKeeper進程沒有發現正確性問題，failover時間符合預期。

注意，Failover時間可通過ZooKeeper的tickTime和Chronos的sessionTimeout來設置，線上部署時應配合Supervisor或者God來監控和拉起服務。

項目主頁：http://www.baiduhome.net/lib/view/home/1403854604952