如何使用zookeeper實現(xiàn)分布式鎖,在描述算法流程之前，先看下zookeeper中幾個關(guān)于節(jié)點的有趣的性質(zhì)：
有序節(jié)點：假如當(dāng)前有一個父節(jié)點為/lock，我們可以在這個父節(jié)點下面創(chuàng)建子節(jié)點趁蕊；zookeeper提供了一個可選的有序特性缀棍，例如我們可以創(chuàng)建子節(jié)點“/lock/node-”并且指明有序，那么zookeeper在生成子節(jié)點時會根據(jù)當(dāng)前的子節(jié)點數(shù)量自動添加整數(shù)序號捌肴，也就是說如果是第一個創(chuàng)建的子節(jié)點枪眉，那么生成的子節(jié)點為/lock/node-0000000000捺檬，下一個節(jié)點則為/lock/node-0000000001，依次類推贸铜。
臨時節(jié)點：客戶端可以建立一個臨時節(jié)點堡纬，在會話結(jié)束或者會話超時后聂受，zookeeper會自動刪除該節(jié)點。
事件監(jiān)聽：在讀取數(shù)據(jù)時烤镐，我們可以同時對節(jié)點設(shè)置事件監(jiān)聽蛋济，當(dāng)節(jié)點數(shù)據(jù)或結(jié)構(gòu)變化時，zookeeper會通知客戶端炮叶。當(dāng)前zookeeper有如下四種事件：1）節(jié)點創(chuàng)建碗旅；2）節(jié)點刪除；3）節(jié)點數(shù)據(jù)修改镜悉；4）子節(jié)點變更祟辟。
下面描述使用zookeeper實現(xiàn)分布式鎖的算法流程，假設(shè)鎖空間的根節(jié)點為/lock：
客戶端連接zookeeper侣肄，并在/lock下創(chuàng)建臨時的且有序的子節(jié)點川尖，第一個客戶端對應(yīng)的子節(jié)點為/lock/lock-0000000000，第二個為/lock/lock-0000000001茫孔，以此類推。
客戶端獲取/lock下的子節(jié)點列表被芳，判斷自己創(chuàng)建的子節(jié)點是否為當(dāng)前子節(jié)點列表中序號最小的子節(jié)點缰贝，如果是則認(rèn)為獲得鎖，否則監(jiān)聽/lock的子節(jié)點變更消息畔濒，獲得子節(jié)點變更通知后重復(fù)此步驟直至獲得鎖剩晴；
執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼；
完成業(yè)務(wù)流程后侵状，刪除對應(yīng)的子節(jié)點釋放鎖赞弥。
步驟1中創(chuàng)建的臨時節(jié)點能夠保證在故障的情況下鎖也能被釋放，考慮這么個場景：假如客戶端a當(dāng)前創(chuàng)建的子節(jié)點為序號最小的節(jié)點趣兄，獲得鎖之后客戶端所在機器宕機了绽左，客戶端沒有主動刪除子節(jié)點；如果創(chuàng)建的是永久的節(jié)點艇潭，那么這個鎖永遠不會釋放拼窥，導(dǎo)致死鎖；由于創(chuàng)建的是臨時節(jié)點蹋凝，客戶端宕機后鲁纠，過了一定時間zookeeper沒有收到客戶端的心跳包判斷會話失效，將臨時節(jié)點刪除從而釋放鎖鳍寂。
另外細(xì)心的朋友可能會想到改含，在步驟2中獲取子節(jié)點列表與設(shè)置監(jiān)聽這兩步操作的原子性問題，考慮這么個場景：客戶端a對應(yīng)子節(jié)點為/lock/lock-0000000000迄汛，客戶端b對應(yīng)子節(jié)點為/lock/lock-0000000001捍壤，客戶端b獲取子節(jié)點列表時發(fā)現(xiàn)自己不是序號最小的骤视，但是在設(shè)置監(jiān)聽器前客戶端a完成業(yè)務(wù)流程刪除了子節(jié)點/lock/lock-0000000000，客戶端b設(shè)置的監(jiān)聽器豈不是丟失了這個事件從而導(dǎo)致永遠等待了白群？這個問題不存在的尚胞。因為zookeeper提供的API中設(shè)置監(jiān)聽器的操作與讀操作是原子執(zhí)行的，也就是說在讀子節(jié)點列表時同時設(shè)置監(jiān)聽器帜慢，保證不會丟失事件笼裳。
最后，對于這個算法有個極大的優(yōu)化點：假如當(dāng)前有1000個節(jié)點在等待鎖粱玲，如果獲得鎖的客戶端釋放鎖時躬柬，這1000個客戶端都會被喚醒，這種情況稱為“羊群效應(yīng)”抽减；在這種羊群效應(yīng)中允青，zookeeper需要通知1000個客戶端，這會阻塞其他的操作卵沉，最好的情況應(yīng)該只喚醒新的最小節(jié)點對應(yīng)的客戶端颠锉。應(yīng)該怎么做呢？在設(shè)置事件監(jiān)聽時史汗，每個客戶端應(yīng)該對剛好在它之前的子節(jié)點設(shè)置事件監(jiān)聽琼掠，例如子節(jié)點列表為/lock/lock-0000000000、/lock/lock-0000000001停撞、/lock/lock-0000000002瓷蛙，序號為1的客戶端監(jiān)聽序號為0的子節(jié)點刪除消息，序號為2的監(jiān)聽序號為1的子節(jié)點刪除消息。
所以調(diào)整后的分布式鎖算法流程如下：
客戶端連接zookeeper，并在/lock下創(chuàng)建臨時的且有序的子節(jié)點愕宋，第一個客戶端對應(yīng)的子節(jié)點為/lock/lock-0000000000，第二個為/lock/lock-0000000001冠桃，以此類推。
客戶端獲取/lock下的子節(jié)點列表恐疲，判斷自己創(chuàng)建的子節(jié)點是否為當(dāng)前子節(jié)點列表中序號最小的子節(jié)點腊满，如果是則認(rèn)為獲得鎖，否則監(jiān)聽剛好在自己之前一位的子節(jié)點刪除消息培己，獲得子節(jié)點變更通知后重復(fù)此步驟直至獲得鎖碳蛋；
執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼；
完成業(yè)務(wù)流程后省咨，刪除對應(yīng)的子節(jié)點釋放鎖肃弟。
接下來我們來看看在代碼中如何實現(xiàn)
package com.zdnst.boot.zk;
import org.apache.curator.RetryPolicy;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMutex;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
/**
* Created by apple on 2019/3/27.
*/
public class ZKClientDemo {
public static void main(String[] args){
String connection = "127.0.0.1:2181";
String LOCK_PATH = "/lock";
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000,3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(connection, 3000, 3000,retryPolicy);
client.start();
InterProcessMutex mutex = new InterProcessMutex(client,LOCK_PATH);
try {
mutex.acquire();
Thread.sleep(3000);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
mutex.release();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
client.close();
}
}
}
}
從代碼來看實現(xiàn)一個分布式鎖原來如此簡單。
