zookeeper分布式锁

来源：互联网发布：ug编程可疑几何体编辑：程序博客网时间：2024/06/05 07:20

摘要：分享牛原创，zookeeper使用，zookeeper锁在实际项目开发中还是很常用的，在这里我们介绍一下zookeeper分布式锁的使用，以及我们如何zookeeper分布式锁的原理。zookeeper节点理解。

zookeeper分布式锁有什么用呢？首先要明白锁是一个什么东西？举个通俗的例子，把门锁着了，外面的人进不去，里面的人可以随时出来，出来之后，还可以继续加锁。比如我们项目中，主要有供应商系统锁库存这种情况，锁库存的时候不能让其他的人去修改库存信息。这里就需要使用的时候加锁。当然了也可以使用数据库或者redis版本锁的概念，根据版本去区分到底如何锁库。

首先我们看一下zookeeper节点类型。

zookeeper节点类型分为以下四种：

1.1.1. 节点说明

public enum CreateMode {        /**     * The znode will not be automatically deleted upon client's disconnect.     */    PERSISTENT (0, false, false),    /**    * The znode will not be automatically deleted upon client's disconnect,    * and its name will be appended with a monotonically increasing number.    */    PERSISTENT_SEQUENTIAL (2, false, true),    /**     * The znode will be deleted upon the client's disconnect.     */    EPHEMERAL (1, true, false),    /**     * The znode will be deleted upon the client's disconnect, and its name     * will be appended with a monotonically increasing number.     */    EPHEMERAL_SEQUENTIAL (3, true, true);}

从持久化的层次划分：

1.持久化节点：不删除节点永远存在。

2.非持久节点，换言之就是临时节点，临时节点就是客户端连接的时候创建，客户端挂起的时候，临时节点自动删除。

从排序层次划分：

1.持久有序。

2.持久无序，

3.临时有序。

4.临时无序。

这里需要注意持久化节点可以创建子节点。非持久化节点不能创建子节点。这里可以自己去使用命令去测试。

非持久节点就是创建的时候存在，消失的时候，节点自动删除，所以我们利用这个特性，实现我们的需求，比如，我可以程序启动的时候在指定的持久节点，创建临时节点，当程序挂掉的时候，临时节点消失，我们可以一直监控指定父节点中的子节点集合，就可以监控程序的健康状态。

1.1.2. zookeeper 分布式锁实现

接下来，在上面理解节点的基础之上，我们可以去实现zookeeper 分布式锁。具体怎么实现呢？思路如下：

我们可以创建一个持久节点，在程序中我们每次创建临时子节点，然后我们遍历持久节点下面的子节点，因为临时节点我们设置的时候是有序的。所以我们可以加锁的时候，创建了一个临时有序节点，当我们加锁完成自己的业务之后，释放锁，然后，这个删除临时节点，所以设计的核心点就是:

1.创建父节点。持久节点

2.创建有序的临时子节点。

3.删除临时节点，当业务完成的时候。

4.每次需要判断自身的临时节点，是否是最小的。为什么要判断是最小的呢？因为不是最小的话，说明前面还有一些节点在加锁执行中，所以我们这个节点不能加锁执行。

5.怎么让自身节点监听执行呢？因为如果自身节点是最小的，可以直接执行，如果不是最小的。要监听前面的节点是否已经删除，如果其他的前面的节点都删除了。则自己就可以加锁执行业务代码了。

下面开始书写我们的代码吧？

package com.shareniu.zkTest;import java.io.IOException;import java.util.Collections;import java.util.List;import java.util.concurrent.CountDownLatch; import org.apache.zookeeper.CreateMode;import org.apache.zookeeper.KeeperException;import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;import org.apache.zookeeper.Watcher;import org.apache.zookeeper.Watcher.Event;import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.EventType;import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;import org.apache.zookeeper.data.Stat; public class ShareniuDistributedLock implements Watcher { private int threadId;// 主要区分线程private static  String PREFIX_OF_THREAD = null;// 子节点的前缀private static final String EPHEMERAL_SEQUENTIAL_PATH = "/shareniuLock/sub";// 父节点private static final String PARENT_PATH = "/shareniuLock";protected static final String CONNECTION_STRING = "101.201.xx.xx:2181";protected static final int SESSION_TIMEOUT = 10000;//开启的线程的数量private static final int THREAD_NUM = 5;// 创建临时节点自身private String selfPath;// zk连接对象  public ShareniuDistributedLock(int threadId) {          this.threadId = threadId;          PREFIX_OF_THREAD = "【第"+threadId+"个线程】";      }private ZooKeeper zooKeeper = null;private CountDownLatch cdl = new CountDownLatch(1);private static final CountDownLatch threadSemaphore = new CountDownLatch(THREAD_NUM);  private String waitPath;public static void main(String[] args) {     for(int i=0; i < THREAD_NUM; i++){              final int threadId = i+1;              new Thread(){                  @Override                  public void run() {                      try{                      ShareniuDistributedLock dc = new ShareniuDistributedLock(threadId);                          dc.createConnection(CONNECTION_STRING, SESSION_TIMEOUT);                          //GROUP_PATH不存在的话，由一个线程创建即可；                          synchronized (threadSemaphore){                              dc.createPath(PARENT_PATH, "该节点由线程" + threadId + "创建", true);                          }                          dc.getLock();                      } catch (Exception e){                          e.printStackTrace();                      }                  }              }.start();          }          try {              threadSemaphore.await();              System.out.println("所有线程运行结束!");          } catch (InterruptedException e) {              e.printStackTrace();          }}/** * 实现监听器中的方法拿到WatchedEvent对象 */public void process(WatchedEvent event) {    if(event == null){              return;          }          Event.KeeperState keeperState = event.getState();          Event.EventType eventType = event.getType();          if ( Event.KeeperState.SyncConnected == keeperState) {              if ( Event.EventType.None == eventType ) {                  System.out.println( PREFIX_OF_THREAD + "成功连接上ZK服务器" );                  cdl.countDown();              }else if (event.getType() == Event.EventType.NodeDeleted && event.getPath().equals(waitPath)) {                  try {                      if(checkMinPathOfChilde()){                          getLockByShelf();                      }                  } catch (KeeperException e) {                      e.printStackTrace();                  } catch (InterruptedException e) {                      e.printStackTrace();                  }              }          }else if ( Event.KeeperState.Disconnected == keeperState ) {              System.out.println( PREFIX_OF_THREAD + "与ZK服务器断开连接" );          } else if ( Event.KeeperState.AuthFailed == keeperState ) {              System.out.println( PREFIX_OF_THREAD + "权限检查失败" );          } else if ( Event.KeeperState.Expired == keeperState ) {              System.out.println( PREFIX_OF_THREAD + "会话失效" );          }} /** * 关闭ZK连接 */public void releaseConnection() {if (this.zooKeeper != null) {try {this.zooKeeper.close();} catch (InterruptedException e) {}}System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "释放连接");} /*** * 创建连接 * * @param connectString *            连接的服务器字符串 * @param sessionTimeout *            超时时间 * @throws IOException * @throws InterruptedException */public void createConnection(String connectString, int sessionTimeout)throws IOException, InterruptedException {zooKeeper = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, this);System.out.println("打开连接........");// 因为打开连接只需要一次，这里为了防止并发，使用的CountDownLatch对象// 程序一直等待，直到cdl.countDown();方法的调用cdl.await();} /** * 创建节点 * * @param path *            路径 * @param data *            内容 * @param needWatch * @return * @throws KeeperException * @throws InterruptedException */public boolean createPath(String path, String data, boolean needWatch)throws KeeperException, InterruptedException {// 判断节点是否存在存在就不要创建了。Stat exists = zooKeeper.exists(path, needWatch);if (exists == null) {// 节点不存在System.out.println(PREFIX_OF_THREAD+ "节点创建成功, Path: "+ this.zooKeeper.create(path, data.getBytes(),Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT)+ ", content: " + data);}return true;} /** * 获取锁 * * @throws KeeperException * @throws InterruptedException */private void getLock() throws KeeperException, InterruptedException {// 创建临时节点selfPath = zooKeeper.create(EPHEMERAL_SEQUENTIAL_PATH, null,Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL);System.out.println("创建临时节点：" + selfPath);if (checkMinPathOfChilde()) {getLockByShelf();}} /** * 获取到锁了 * * @throws InterruptedException * @throws KeeperException */private void getLockByShelf() throws KeeperException, InterruptedException {// 获取到锁了 开始 执行代码 删除节点 释放连接if (zooKeeper.exists(this.selfPath, false) == null) {System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "本节点已不在了...");return;} else {// 节点存在System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "获取锁成功....");// 休息一下Thread.sleep(1000);System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "删除临时节点：" + selfPath);// 删除的时候，版本是-1就是所有的都删除zooKeeper.delete(this.selfPath, -1);releaseConnection();// 释放锁 其他的程序可以 继续打开连接cdl.countDown();}} /** * 获取锁 * * @return * @throws InterruptedException * @throws KeeperException */private boolean checkMinPathOfChilde() throws KeeperException,InterruptedException {// 获取父节点中的所有子节点List<String> subNodes = zooKeeper.getChildren(PARENT_PATH, false);// 临时节点是有序的，那就排序找最小的吧Collections.sort(subNodes);int index = subNodes.indexOf(selfPath.substring(PARENT_PATH.length() + 1));switch (index) {case -1: {System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "节点已不在了..." + selfPath);return false;}case 0: {System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "自己可以获取锁执行代码了" + selfPath);return true;}default: {this.waitPath = PARENT_PATH + "/" + subNodes.get(index - 1);System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "前面的节点" + waitPath);try {zooKeeper.getData(waitPath, true, new Stat());return false;} catch (KeeperException e) {if (zooKeeper.exists(waitPath, false) == null) {System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "本节点前面的节点："+ waitPath + "");// 递归找吧return checkMinPathOfChilde();} else {throw e;}}}}}}

1.1.3. 程序的输出

程序的输出如下：

打开连接........

【第5个线程】成功连接上ZK服务器

创建临时节点：/shareniuLock/sub0000000001

【第5个线程】自己可以获取锁执行代码了/shareniuLock/sub0000000001

创建临时节点：/shareniuLock/sub0000000002

【第5个线程】获取锁成功....

【第5个线程】前面的节点/shareniuLock/sub0000000001

创建临时节点：/shareniuLock/sub0000000003

创建临时节点：/shareniuLock/sub0000000004

【第5个线程】前面的节点/shareniuLock/sub0000000002

【第5个线程】前面的节点/shareniuLock/sub0000000003

创建临时节点：/shareniuLock/sub0000000005

【第5个线程】前面的节点/shareniuLock/sub0000000004

【第5个线程】删除临时节点：/shareniuLock/sub0000000001

【第5个线程】释放连接

【第5个线程】自己可以获取锁执行代码了/shareniuLock/sub0000000002

【第5个线程】获取锁成功....

【第5个线程】删除临时节点：/shareniuLock/sub0000000002

【第5个线程】释放连接

【第5个线程】自己可以获取锁执行代码了/shareniuLock/sub0000000003

【第5个线程】获取锁成功....

【第5个线程】删除临时节点：/shareniuLock/sub0000000003

【第5个线程】释放连接

【第5个线程】自己可以获取锁执行代码了/shareniuLock/sub0000000004

【第5个线程】获取锁成功....

【第5个线程】删除临时节点：/shareniuLock/sub0000000004

【第5个线程】释放连接

【第5个线程】自己可以获取锁执行代码了/shareniuLock/sub0000000005

【第5个线程】获取锁成功....

【第5个线程】删除临时节点：/shareniuLock/sub0000000005

【第5个线程】释放连接

1.1.4. zk节点的查看

下面我们看一下zk的节点，

在此证明，节点是有序的，释放锁的时候，会删除临时节点。

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