一、FileTxnSnapLog
前边分析可知，ZooKeeper中数据的持久化以及日志文件的写入都是通过FileTxnSnapLog对象来实现的，本文大致分析一下这个对象的整体结构。
FileTxnSnapLog的初始化在runFromConfig方法中：
FileTxnSnapLog txnLog = new FileTxnSnapLog(config.dataLogDir, config.dataDir)
其中dataDir和dataLogDir是在配置文件中进行路径配置，并且dataDir必须的且有效的地址，dataLogDir没有配置的情况下等于dataDir。
FileTxnSnapLog 的构造方法：
public FileTxnSnapLog(File dataDir, File snapDir) throws IOException {
//此时会在data目录和log目录下创建一个子目录，子目录version-*也就是当前的版本号
this.dataDir = new File(dataDir, version + VERSION);
this.snapDir = new File(snapDir, version + VERSION);
//data目录是否是自动创建，默认是true，可以通过zookeeper.datadir.autocreate继续配置
boolean enableAutocreate = Boolean.parseBoolean(
System.getProperty(ZOOKEEPER_DATADIR_AUTOCREATE, ZOOKEEPER_DATADIR_AUTOCREATE_DEFAULT));
//默认是false
trustEmptySnapshot = Boolean.getBoolean(ZOOKEEPER_SNAPSHOT_TRUST_EMPTY);
//如果当前data目录不存在
if (!this.dataDir.exists()) {
//如果不允许自动创建，抛出异常
if (!enableAutocreate) {
throw new DatadirException(String.format( "Missing data directory %s, automatic data directory creation is disabled (%s is false).Please create this directory manually.",this.dataDir,ZOOKEEPER_DATADIR_AUTOCREATE));
}//如果自动创建失败，抛出异常
if (!this.dataDir.mkdirs() && !this.dataDir.exists()) {
throw new DatadirException("Unable to create data directory " + this.dataDir);
}
}
//如果当前目录只读状态，抛出异常
if (!this.dataDir.canWrite()) {
throw new DatadirException("Cannot write to data directory " + this.dataDir);
}
//snapDir文件也是一样的处理流程（代码已经省略）
//如果日志文件和数据文件不是相同目录
if (!this.dataDir.getPath().equals(this.snapDir.getPath())) {
//这个目录主要是检查data目录下是否包含日志文件，和相反检查
checkLogDir();
checkSnapDir();
}
//创建日志事务对象和快照事务对象
txnLog = new FileTxnLog(this.dataDir);
snapLog = new FileSnap(this.snapDir);
//默认是true
autoCreateDB = Boolean.parseBoolean(
System.getProperty(ZOOKEEPER_DB_AUTOCREATE, ZOOKEEPER_DB_AUTOCREATE_DEFAULT));
}
既然FileTxnSnapLog是管理data和log两类数据的，我们就来看看整个的管理过程。
FileTxnSnapLog 第一次调用是在服务启动时，需要加载数据到内存中，也就是ZKDatabase中的loadDataBase()调用是，此时就会调用FileTxnSnapLog 的restore方法，此方法会先调用SnapShot实例去反序列化文件数据到DataTree中。如果是首次启动，那么就会在当前目录下创建一个snapshot.0的文件，并写入文件头以及默认节点信息到这个文件中，如果是重启，此时会在该目录下找到所有的snapshot.*文件，然后根据文件后缀名降序排序，得到文件集合，然后把第一个（表示上一次关闭是的最新事务文件）文件内容反序列到内存中，如果执行成功返回。
如果当前启动是重启，就会执行fastForwardFromEdits方法，这个方法就是从日志文件中恢复上一次关闭时，没有持久化的操作。
public long fastForwardFromEdits(DataTree dt,Map<Long, Integer> sessions,PlayBackListener listener)throws IOException {
//得到一个事务迭代器
TxnIterator itr = txnLog.read(dt.lastProcessedZxid + 1);
//得到上一个snapshot文件中最新的事务id
long highestZxid = dt.lastProcessedZxid;
TxnHeader hdr;
int txnLoaded = 0;
long startTime = Time.currentElapsedTime();
try {
while (true) {
hdr = itr.getHeader();
if (hdr == null) {
//表示当前的id是最新的
return dt.lastProcessedZxid;
}
if (hdr.getZxid() < highestZxid && highestZxid != 0) {
LOG.error("{}(highestZxid) > {}(next log) for type {}", highestZxid, hdr.getZxid(), hdr.getType());
} else {
//设置最新id
highestZxid = hdr.getZxid();
}
try {
//处理上一个服务关闭前，还未完成的持久化操作，也就是说从日志中恢复数据
processTransaction(hdr, dt, sessions, itr.getTxn());
dt.compareDigest(hdr, itr.getTxn(), itr.getDigest());
txnLoaded++;
} catch (KeeperException.NoNodeException e) {
}
listener.onTxnLoaded(hdr, itr.getTxn(), itr.getDigest());
//继续迭代
if (!itr.next()) {
break;
}
}
} finally {
if (itr != null) {
itr.close();
}
}
return highestZxid;
}
我们先看看txnLog.read(dt.lastProcessedZxid + 1)方法，这里为什么是+1，因为，日志中的数据总是比快照数据要新，或者相等。快照文件的后缀名表示的是当前最新的事务id，所以日志文件的后缀名命名方式是当前快照文件最新事务id+1，所以这里需要+1操作，read方法如下：
public TxnIterator read(long zxid, boolean fastForward) throws IOException {
return new FileTxnIterator(logDir, zxid, fastForward);
}
此时我们再看FileTxnIterator的构造方法：
public FileTxnIterator(File logDir, long zxid, boolean fastForward) throws IOException {
this.logDir = logDir;
this.zxid = zxid;
//初始
init();
//这里是找到当前最新的事务id
if (fastForward && hdr != null) {
while (hdr.getZxid() < zxid) {
if (!next()) {
break;
}
}
}
}
init方法：
void init() throws IOException {
storedFiles = new ArrayList<>();
//列出所有的日志文件
List<File> files = Util.sortDataDir(
FileTxnLog.getLogFiles(logDir.listFiles(), 0),
LOG_FILE_PREFIX,
false);
//找到当前事务id大于等于zxid的值，以及小于它的第一个值
for (File f : files) {
if (Util.getZxidFromName(f.getName(), LOG_FILE_PREFIX) >= zxid) {
storedFiles.add(f);
} else if (Util.getZxidFromName(f.getName(), LOG_FILE_PREFIX) < zxid) {
storedFiles.add(f);
break;
}
}
//从storedFiles集合中从后往前取日志文件，并封装成文件流对象InputArchive
goToNextLog();
//从日志文件中取出对应的操作记录
next();
}
FileTxnIterator返回时，表示当前是最新的事务id，如果日志文件中存在还没有持久化的事务，调用processTransaction方法进行数据的恢复操作。
当数据加载到内存中完成，会进行数据文件的快照，也就是调用save方法，还有就是当当前的请求数达到了默认值的5W+或者当前的事务容量已经达到了默认值2GB+时，就会进行一次快照保存。
我们知道ZKDatabase会记录每一次的增删改操作，也就是调用FileTxnSnapLog的append方法，往日志文件中写入日志，每当进行数据快照备份的时候，相应的日志文件也会进行，也会重新生成对应的日志文件。
getLastLoggedZxid()这个方法总是返回日志文件中最新的事务id。
二、总结
ZooKeeper中通过FileTxnSnapLog对象来管理数据快照文件和日志文件，FileTxnSnapLog对象又是通过TxnLog和SnapShot来管理，前者是进行日志数据管理，后者是进行数据快照文件管理。ZooKeeper中通过日志文件记录所有的增删改操作，这个是实时持久化到硬盘的，所以当系统突然停止。下次重启之后也可以从日志文件中恢复没有处理的信息。
以上，有任何不对的地方，请留言指正，敬请谅解。