zookeeper实现分布式锁
在学习zk实现分布锁之前，我们应该需要了解一些zk的知识
- 1、持久节点：客户端断开连接zk不删除persistent类型节点
- 2、临时节点：客户端断开连接zk删除ephemeral类型节点
- 3、顺序节点：节点后面会自动生成类似0000001的数字表示顺序
- 4、节点变化的通知：客户端注册了监听节点变化的时候，会调用回调方法
一、zk实现的简单的分布式锁
1、zk实现简单的分布式锁的思路，主要是抓住一下三点
（1）当一个客户端成功创建一个节点，另外一个客户端是无法创建同名的节点（达到互斥的效果）
（2）我们注册该节点的监听时间，当节点删除，会通知其他的客户端，这个时候其他的客户端可以重新去创建该节点（可以认为时拿到锁的客户端释放锁，其他的客户端可以抢锁）
（3）创建的节点应该时临时节点，这样保证我们在已经拿到锁的客户端挂掉了会自动释放锁
导入maven jar
<!--zookeeper-->
<dependency>
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
<artifactId>zookeeper</artifactId>
<version>3.4.12</version>
</dependency>
<!--客户端-->
<dependency>
<groupId>com.101tec</groupId>
<artifactId>zkclient</artifactId>
<version>0.10</version>
</dependency>
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抽象模版：
AbstractLock.java
package com.opendev.redssion.zookeeper; import org.I0Itec.zkclient.ZkClient; public abstract class AbstractLock { //zk地址和端口 public static final String ZK_ADDR = "192.168.0.230:2181"; //超时时间 public static final int SESSION_TIMEOUT = 10000; //创建zk protected ZkClient zkClient = new ZkClient(ZK_ADDR, SESSION_TIMEOUT); /** * 可以认为是模板模式，两个子类分别实现它的抽象方法 * 1，简单的分布式锁 * 2，高性能分布式锁 */ public void getLock() { String threadName = Thread.currentThread().getName(); if (tryLock()) { System.out.println(threadName+"-获取锁成功"); }else { System.out.println(threadName+"-获取锁失败，进行等待..."); waitLock(); //递归重新获取锁 getLock(); } } public abstract void releaseLock(); public abstract boolean tryLock(); public abstract void waitLock(); }
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SimpleZkLock.java
package com.opendev.redssion.zookeeper; import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener; import java.util.concurrent.CountDownLatch; public class SimpleZkLock extends AbstractLock { private static final String NODE_NAME = "/test_simple_lock"; private CountDownLatch countDownLatch; @Override public void releaseLock() { if (null != zkClient) { //删除节点 zkClient.delete(NODE_NAME); zkClient.close(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "-释放锁成功"); } } //直接创建临时节点，如果创建成功，则表示获取了锁,创建不成功则处理异常 @Override public boolean tryLock() { if (null == zkClient) { return false; } try { zkClient.createEphemeral(NODE_NAME); return true; } catch (Exception e) { return false; } } @Override public void waitLock() { //监听器 IZkDataListener iZkDataListener = new IZkDataListener() { //节点被删除回调 @Override public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception { if (countDownLatch != null) { countDownLatch.countDown(); } } //节点改变被回调 @Override public void handleDataChange(String dataPath, Object data) throws Exception { // TODO Auto-generated method stub } }; zkClient.subscribeDataChanges(NODE_NAME, iZkDataListener); //如果存在则阻塞 if (zkClient.exists(NODE_NAME)) { countDownLatch = new CountDownLatch(1); try { countDownLatch.await(); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 等待获取锁..."); } catch (InterruptedException e) { // TODO Auto-generated catch block e.printStackTrace(); } } //删除监听 zkClient.unsubscribeDataChanges(NODE_NAME, iZkDataListener); } }
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LockTest.java
package com.opendev.redssion.zookeeper; public class LockTest { public static void main(String[] args) { //模拟多个10个客户端 for (int i = 0; i < 10; i++) { Thread thread = new Thread(new LockRunnable()); thread.start(); } } static class LockRunnable implements Runnable { @Override public void run() { AbstractLock zkLock = new SimpleZkLock(); //AbstractLock zkLock = new HighPerformanceZkLock(); zkLock.getLock(); //模拟业务操作 try { Thread.sleep(500); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } zkLock.releaseLock(); } } }
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二、高性能分布式锁
上面使用zk实现的简单的分布式锁，实现比较简单，但是存在性能问题，从上面的打印的结果可以看出、每一次客户端释放锁的时候，其他的客户端都会去抢锁，这就造成了不必要的浪费。那么如果提升性能呢？
1、思路：客户端在抢锁的时候进行排队，客户端只要监听它前一个节点的变化就行，如果前一个节点释放了锁，客户端才去进行抢锁操作，这个时候我们就需要创建顺序节点了
2、图解
（1）客户端排队
（2）获取锁的逻辑
HighPerformanceZkLock .java
package com.opendev.redssion.zookeeper; import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener; import java.util.Collections; import java.util.List; import java.util.concurrent.CountDownLatch; /** * 高性能分布式锁 * * @author hongtaolong */ public class HighPerformanceZkLock extends AbstractLock { private static final String PATH = "/highPerformance_zklock"; //当前节点路径 private String currentPath; //前一个节点的路径 private String beforePath; private CountDownLatch countDownLatch = null; public HighPerformanceZkLock() { //如果不存在这个节点，则创建持久节点 if (!zkClient.exists(PATH)) { zkClient.createPersistent(PATH); } } @Override public void releaseLock() { if (null != zkClient) { zkClient.delete(currentPath); zkClient.close(); } } @Override public boolean tryLock() { //如果currentPath为空则为第一次尝试加锁，第一次加锁赋值currentPath if (null == currentPath || "".equals(currentPath)) { //在path下创建一个临时的顺序节点 currentPath = zkClient.createEphemeralSequential(PATH + "/", "lock"); } //获取所有的临时节点，并排序 List<String> childrens = zkClient.getChildren(PATH); Collections.sort(childrens); if (currentPath.equals(PATH + "/" + childrens.get(0))) { return true; } else {//如果当前节点不是排名第一，则获取它前面的节点名称，并赋值给beforePath int pathLength = PATH.length(); int wz = Collections.binarySearch(childrens, currentPath.substring(pathLength + 1)); beforePath = PATH + "/" + childrens.get(wz - 1); } return false; } @Override public void waitLock() { IZkDataListener lIZkDataListener = new IZkDataListener() { //节点删除的回调机制 @Override public void handleDataDeleted(String dataPath) throws Exception { if (null != countDownLatch) { countDownLatch.countDown(); } } //节点数据改变的回调机制 @Override public void handleDataChange(String dataPath, Object data) throws Exception { } }; //监听前一个节点的变化 zkClient.subscribeDataChanges(beforePath, lIZkDataListener); if (zkClient.exists(beforePath)) { countDownLatch = new CountDownLatch(1); try { countDownLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } } zkClient.unsubscribeDataChanges(beforePath, lIZkDataListener); } }
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