Zookeeper分布式锁实例解析

2023-09-15 15:51:34

导读

在上一篇文章中，我们剖析了Redisson的源码，主要通过对Redisson实现Redis分布式锁的15问，理清了Redisson是如何实现的分布式锁和一些其它的特性。这篇文章就来接着剖析Zookeeper分布式锁，通过庖丁解牛般的方式，抽丝剥茧，让你彻底弄懂Zookeeper分布式锁的原理和用法。

Zookeeper分布式锁

Zookeeper分布式锁，是利用Zookeeper提供的有序节点功能来实现的。Zookeeper会为每个锁节点自动创建子节点，并对子节点进行排序，从而保证锁的顺序性。当一个客户端想要获取锁时，它会创建一个子节点，并不断地监视前一个子节点的变化。如果前一个子节点被删除，则当前客户端将成为锁的持有者。

Zookeeper分布式锁的实现方式

Zookeeper分布式锁的实现方式有两种：

排他锁 ：排他锁是最常见的锁类型，它只允许一个客户端同时持有锁。
共享锁 ：共享锁允许多个客户端同时持有锁，但只有一个客户端可以对资源进行修改。

Zookeeper分布式锁的应用场景

Zookeeper分布式锁可以用于多种场景，例如：

数据库锁 ：防止多个客户端同时更新同一个数据库记录。
分布式文件锁 ：防止多个客户端同时写入同一个文件。
分布式队列锁 ：防止多个客户端同时消费同一个队列中的消息。

Zookeeper分布式锁的优缺点

Zookeeper分布式锁具有以下优点：

高可靠性 ：Zookeeper是一个高可靠的分布式系统，可以保证锁的可靠性。
高性能 ：Zookeeper的性能非常高，可以支持大量的并发请求。
易于使用 ：Zookeeper分布式锁很容易使用，只需要简单的几行代码就可以实现。

Zookeeper分布式锁也存在一些缺点：

单点故障 ：Zookeeper是一个单点故障系统，如果Zookeeper服务器宕机，则所有分布式锁都会失效。
性能瓶颈 ：当锁竞争比较激烈时，Zookeeper可能会成为性能瓶颈。
复杂性 ：Zookeeper分布式锁的实现比较复杂，需要一定的技术经验才能掌握。

Zookeeper分布式锁的实例

下面是一个Zookeeper分布式锁的实例，这个实例演示了如何使用Zookeeper来实现一个排他锁：

import org.apache.zookeeper.*;

public class ZookeeperDistributedLock {

    private ZooKeeper zooKeeper;
    private String lockPath;

    public ZookeeperDistributedLock(String connectString, String lockPath) {
        this.zooKeeper = new ZooKeeper(connectString, 10000, new Watcher() {
            @Override
            public void process(WatchedEvent event) {
                if (event.getType() == Event.EventType.NodeDeleted) {
                    // 前一个锁节点被删除，当前客户端成为锁的持有者
                    System.out.println("当前客户端成为锁的持有者");
                }
            }
        });
        this.lockPath = lockPath;
    }

    public boolean lock() {
        try {
            // 创建临时有序节点
            String nodePath = zooKeeper.create(lockPath + "/lock-", null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);

            // 获取所有子节点
            List<String> children = zooKeeper.getChildren(lockPath, false);

            // 排序子节点
            Collections.sort(children);

            // 判断当前节点是否是最小节点
            if (nodePath.equals(lockPath + "/" + children.get(0))) {
                // 当前节点是最小节点，获取锁成功
                return true;
            } else {
                // 当前节点不是最小节点，监视前一个子节点的变化
                String prevNodePath = lockPath + "/" + children.get(children.indexOf(nodePath) - 1);
                zooKeeper.exists(prevNodePath, true);

                // 等待前一个子节点被删除
                while (true) {
                    if (zooKeeper.exists(prevNodePath, false) == null) {
                        // 前一个子节点被删除，获取锁成功
                        return true;
                    }

                    // 前一个子节点未被删除，继续等待
                    Thread.sleep(100);
                }
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

        return false;
    }

    public void unlock() {
        try {
            // 删除锁节点
            zooKeeper.delete(lockPath, -1);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        ZookeeperDistributedLock lock = new ZookeeperDistributedLock("localhost:2181", "/lock");

        // 获取锁
        if (lock.lock()) {
            System.out.println("获取锁成功");

            // 执行业务逻辑

            // 释放锁
            lock.unlock();

            System.out.println("释放锁成功");
        } else {
            System.out.println("获取锁失败");
        }
    }
}