zookeeper 实现分布式锁
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了zookeeper 实现分布式锁，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5507字，纯文字阅读大概需要8分钟。
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背景
思考两个问题：
1. zk 为什么可以用作分布式锁？
Zookeeper 可以实现分布式锁，主要取决于Zookeeper 的节点是一个天然的顺序发号器，在每一个节点下创建的临时顺序节点类型，在节点下生成的新的子节点，且子节点命名会生成一个次序编号，这个次序编号是上一个次序编号加1；
Zookeeper 所创建的临时节点，当和客户端进行断开连接时，就好删除这个临时节点，这个属性可以帮我们完美避开死锁的问题
2. zk 如何保证并发场景下顺序节点不会重复？
通过zk 创建子节点源码方法（addChild）可以看到，其采用了synchronized 关键字修饰，保证创建子节点的方法是同步方法；在集群的环境下，leader 只有一台，fllower 接收到增、删、改 请求后，会将请求转发到leader服务 节点上统一执行，结合synchronized 就能保证节点创建不会重复；
/**
* Method that inserts a child into the children set
*
* @param child
* to be inserted
* @return true if this set did not already contain the specified element
*/
public synchronized boolean addChild(String child) {
if (children == null) {
// let's be conservative on the typical number of children
children = new HashSet<String>(8);
}
return children.add(child);
}Zookeeper 分布式锁实现方式有哪些？
方案一： 采用zookeeper 原生实现
存在问题：1. 没有解决锁重入问题
2. 缺少网络连接失败重试处理
3. 没有解决羊群效应问题
方案二： 采用Curator 开源框架实现zk 分布式锁
Curator
Curator + spring boot 实现分布式锁
环境： spring boot 2.3.2 release + zookeeper 3.6.0 + jdk1.8
maven 依赖
<!--zk 锁-->
<!--curator-->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.curator/curator-framework -->
<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-framework</artifactId>
<version>2.8.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-recipes</artifactId>
<version>2.8.0</version>
</dependency>
<!--zookeeper-->
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.zookeeper/zookeeper -->
<dependency>
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
<artifactId>zookeeper</artifactId>
<version>3.4.10</version>
</dependency>配置
curator:
# 重试次数
retryCount: 5
# 重试时间间隔
elapsedTimeMs: 5000
# zk 地址
connectString: 127.0.0.1:2181
# session 超时时间,客户端断开后，60s 服务端删除临时节点
sessionTimeoutMs: 60000
# 连接超时
connectionTimeoutMs: 5000实现
package com.springcloud.alibaba.lock;
import lombok.Data;
import org.springframework.boot.context.properties.ConfigurationProperties;
import org.springframework.stereotype.Component;
/**
* 读取配置类
* @Author corn
* @Date 2021/3/9 23:36
*/
@Data
@Component
@ConfigurationProperties(prefix = "curator")
public class CuratorConfig {
private int retryCount;
private int elapsedTimeMs;
private String connectString;
private int sessionTimeoutMs;
private int connectionTimeoutMs;
}
package com.springcloud.alibaba.lock;
import lombok.RequiredArgsConstructor;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.retry.RetryOneTime;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
/**
* 初始化CuratorFramework
* @Author corn
* @Date 2021/3/9 23:33
*/
@Service
@RequiredArgsConstructor(onConstructor = @_(@Autowired))
public class CuratorInit {
private final CuratorConfig config;
public CuratorFramework curatorInit(CuratorFramework curatorFramework){
RetryOneTime retryOneTime = new RetryOneTime(config.getRetryCount());
curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.builder()
.connectString(config.getConnectString())
.sessionTimeoutMs(config.getSessionTimeoutMs())
.connectionTimeoutMs(config.getConnectionTimeoutMs())
.retryPolicy(retryOneTime)
.build();
curatorFramework.start();
return curatorFramework;
}
}
/**
*@描述 测试类
*@参数
*@返回值
*@创建人 corn
*@创建时间 2021/3/13
*/
@Test
public void zkLockTest() throws Exception {
curatorFramework = curatorInit.curatorInit(curatorFramework);
String path = "/produceApple";
// 获取锁对象
InterProcessMutex interProcessMutex = new InterProcessMutex(curatorFramework, path);
// 获取锁
interProcessMutex.acquire();
Thread.sleep(100000);
// 释放锁
interProcessMutex.release();
}
Zookeeper+Curator实现分布式锁原理
配合流程图了解Curator 实现分布式锁原理：
步骤一： 客户端A 请求，根据当前线程id 判断当前线程是否已加锁，如果是，直接在可重入计数器+1 ；返回加锁成功，否则在my_lock 节点下创建一个临时节点，节点后缀为“1”
步骤二：客户端A 获取my_lock 节点下的所有临时节点进行正序排序，判断客户端A 创建的临时节点是否处于第一个。如果是则加锁成功，并初始化可重入计数器为1
步骤三： 客户端A创建的临时节点如果不是第一个，加锁失败，并对客户端A 生成的的临时节点的上一个临时节点添加一个监视器，监控上一个节点的变化
步骤五：上一临时节点删除后zk 通知负责监听这个节点的监听器，上一个临时节点已删除，此时客户端A 可以尝试获取锁了，并会在从新执行步骤二和步骤三的流程。
源码实现：
参考博客：Apache Curator之InterProcessMutex源码分析
Curator 和zk 原生分布式锁相比解决了哪些问题？
用Zk 原生分布式锁，会带来一个问题就是羊群效应，因为zk 原生分布式锁实现时，是所有服务都会去监听一个节点，当一个节点释放时，这些服务得到就会一起来抢占资源，当服务很大时，会导致网络带宽，服务资源不可用情况；
而采用Curator 的方式实现的分布式锁只是对上一个节点进行添加监听器，节点释放时，也只会通知一个，从而不会导致羊群效应，并且也能实现公平锁；
参考
Apache Curator之InterProcessMutex源码分析
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的zookeeper 实现分布式锁全部内容，希望文章能够帮你解决zookeeper 实现分布式锁所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
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