• ZooKeeper实现分布式锁


    全部代码下载:CSDN链接:CSDN链接;写文章不易,欢迎大家采我的文章,以及给出有用的评论,当然大家也可以关注一下我的github;多谢;

    1.分布式锁的由来:

    在程序开发过程中不得不考虑的就是并发问题。在java中对于同一个jvm而言,jdk已经提供了lock和同步等。但是在分布式情况下,往往存在多个进程对一些资源产生竞争关系,而这些进程往往在不同的机器上,这个时候jdk中提供的已经不能满足。分布式锁顾明思议就是可以满足分布式情况下的并发锁。 下面我们讲解怎么利用zk实现分布式锁。

    2.实现思路:

    2.1 zk简单介绍:

    ZooKeeper是Apache软件基金会的一个软件项目,他为大型分布式计算提供开源的分布式配置服务、同步服务和命名注册。在 ZooKeeper 中,节点类型可以分为持久节点(PERSISTENT )、临时节点(EPHEMERAL),以及时序节点(SEQUENTIAL ),具体在节点创建过程中,一般是组合使用,可以生成 4 种节点类型:持久节点(PERSISTENT),持久顺序节点(PERSISTENT_SEQUENTIAL),临时节点(EPHEMERAL),临时顺序节点(EPHEMERAL_SEQUENTIAL);具体节点含义,谷歌之。

    2.2 利用zk实现:

    当很多进程需要访问共享资源时,我们可以通过zk来实现分布式锁。主要步骤是: 
    1.建立一个节点,假如名为:lock 。节点类型为持久节点(PERSISTENT) 
    2.每当进程需要访问共享资源时,会调用分布式锁的lock()或tryLock()方法获得锁,这个时候会在第一步创建的lock节点下建立相应的顺序子节点,节点类型为临时顺序节点(EPHEMERAL_SEQUENTIAL),通过组成特定的名字name+lock+顺序号。 
    3.在建立子节点后,对lock下面的所有以name开头的子节点进行排序,判断刚刚建立的子节点顺序号是否是最小的节点,假如是最小节点,则获得该锁对资源进行访问。 
    4.假如不是该节点,就获得该节点的上一顺序节点,并给该节点是否存在注册监听事件。同时在这里阻塞。等待监听事件的发生,获得锁控制权。 
    5.当调用完共享资源后,调用unlock()方法,关闭zk,进而可以引发监听事件,释放该锁。 
    实现的分布式锁是严格的按照顺序访问的并发锁。

    3.代码实现:

    下面将讲解使用java实现分布式锁: 
    1.建立类DistributedLock,实现java.util.concurrent.locks.Lock;和org.apache.zookeeper.Watcher接口 
    2.实现lock下面的方法:主要包括lock,tryLock,unlock等 
    3.实现watcher接口下的process方法。 
    4.在构造器中对zk进行初始化。 
    5.详细见代码注释

    package cn.wpeace.zktest;
    import java.io.IOException;
    import java.util.ArrayList;
    import java.util.Collections;
    import java.util.List;
    import java.util.concurrent.CountDownLatch;
    import java.util.concurrent.TimeUnit;
    import java.util.concurrent.locks.Condition;
    import java.util.concurrent.locks.Lock;
    import org.apache.zookeeper.CreateMode;
    import org.apache.zookeeper.KeeperException;
    import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
    import org.apache.zookeeper.Watcher;
    import org.apache.zookeeper.ZooDefs;
    import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
    import org.apache.zookeeper.Watcher.Event.KeeperState;
    import org.apache.zookeeper.data.Stat;
    /**
     * @author peace
     *
     */
    public class DistributedLock implements Lock, Watcher{
        private ZooKeeper zk;
        private String root = "/locks";//根
        private String lockName;//竞争资源的标志
        private String waitNode;//等待前一个锁
        private String myZnode;//当前锁
        private CountDownLatch latch;//计数器
        private CountDownLatch connectedSignal=new CountDownLatch(1);
        private int sessionTimeout = 30000; 
        /**
         * 创建分布式锁,使用前请确认config配置的zookeeper服务可用
         * @param config 192.168.1.127:2181
         * @param lockName 竞争资源标志,lockName中不能包含单词_lock_
         */
        public DistributedLock(String config, String lockName){
            this.lockName = lockName;
            // 创建一个与服务器的连接
             try {
                zk = new ZooKeeper(config, sessionTimeout, this);
                connectedSignal.await();
                Stat stat = zk.exists(root, false);//此去不执行 Watcher
                if(stat == null){
                    // 创建根节点
                    zk.create(root, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,CreateMode.PERSISTENT); 
                }
            } catch (IOException e) {
                throw new LockException(e);
            } catch (KeeperException e) {
                throw new LockException(e);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new LockException(e);
            }
        }
        /**
         * zookeeper节点的监视器
         */
        public void process(WatchedEvent event) {
            //建立连接用
            if(event.getState()==KeeperState.SyncConnected){
                connectedSignal.countDown();
                return;
            }
            //其他线程放弃锁的标志
            if(this.latch != null) {  
                this.latch.countDown();  
            }
        }
    
        public void lock() {   
            try {
                if(this.tryLock()){
                    System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " " +myZnode + " get lock true");
                    return;
                }
                else{
                    waitForLock(waitNode, sessionTimeout);//等待锁
                }
            } catch (KeeperException e) {
                throw new LockException(e);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new LockException(e);
            } 
        }
        public boolean tryLock() {
            try {
                String splitStr = "_lock_";
                if(lockName.contains(splitStr))
                    throw new LockException("lockName can not contains \u000B");
                //创建临时子节点
                myZnode = zk.create(root + "/" + lockName + splitStr, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
                System.out.println(myZnode + " is created ");
                //取出所有子节点
                List<String> subNodes = zk.getChildren(root, false);
                //取出所有lockName的锁
                List<String> lockObjNodes = new ArrayList<String>();
                for (String node : subNodes) {
                    String _node = node.split(splitStr)[0];
                    if(_node.equals(lockName)){
                        lockObjNodes.add(node);
                    }
                }
                Collections.sort(lockObjNodes);
    
                if(myZnode.equals(root+"/"+lockObjNodes.get(0))){
                    //如果是最小的节点,则表示取得锁
                    System.out.println(myZnode + "==" + lockObjNodes.get(0));
                    return true;
                }
                //如果不是最小的节点,找到比自己小1的节点
                String subMyZnode = myZnode.substring(myZnode.lastIndexOf("/") + 1);
                waitNode = lockObjNodes.get(Collections.binarySearch(lockObjNodes, subMyZnode) - 1);//找到前一个子节点
            } catch (KeeperException e) {
                throw new LockException(e);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new LockException(e);
            }
            return false;
        }
        public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) {
            try {
                if(this.tryLock()){
                    return true;
                }
                return waitForLock(waitNode,time);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
            return false;
        }
        private boolean waitForLock(String lower, long waitTime) throws InterruptedException, KeeperException {
            Stat stat = zk.exists(root + "/" + lower,true);//同时注册监听。
            //判断比自己小一个数的节点是否存在,如果不存在则无需等待锁,同时注册监听
            if(stat != null){
                System.out.println("Thread " + Thread.currentThread().getId() + " waiting for " + root + "/" + lower);
                this.latch = new CountDownLatch(1);
                this.latch.await(waitTime, TimeUnit.MILLISECONDS);//等待,这里应该一直等待其他线程释放锁
                this.latch = null;
            }
            return true;
        }
        public void unlock() {
            try {
                System.out.println("unlock " + myZnode);
                zk.delete(myZnode,-1);
                myZnode = null;
                zk.close();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } catch (KeeperException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
            this.lock();
        }
        public Condition newCondition() {
            return null;
        }
    
        public class LockException extends RuntimeException {
            private static final long serialVersionUID = 1L;
            public LockException(String e){
                super(e);
            }
            public LockException(Exception e){
                super(e);
            }
        }
    }  
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6
    • 7
    • 8
    • 9
    • 10
    • 11
    • 12
    • 13
    • 14
    • 15
    • 16
    • 17
    • 18
    • 19
    • 20
    • 21
    • 22
    • 23
    • 24
    • 25
    • 26
    • 27
    • 28
    • 29
    • 30
    • 31
    • 32
    • 33
    • 34
    • 35
    • 36
    • 37
    • 38
    • 39
    • 40
    • 41
    • 42
    • 43
    • 44
    • 45
    • 46
    • 47
    • 48
    • 49
    • 50
    • 51
    • 52
    • 53
    • 54
    • 55
    • 56
    • 57
    • 58
    • 59
    • 60
    • 61
    • 62
    • 63
    • 64
    • 65
    • 66
    • 67
    • 68
    • 69
    • 70
    • 71
    • 72
    • 73
    • 74
    • 75
    • 76
    • 77
    • 78
    • 79
    • 80
    • 81
    • 82
    • 83
    • 84
    • 85
    • 86
    • 87
    • 88
    • 89
    • 90
    • 91
    • 92
    • 93
    • 94
    • 95
    • 96
    • 97
    • 98
    • 99
    • 100
    • 101
    • 102
    • 103
    • 104
    • 105
    • 106
    • 107
    • 108
    • 109
    • 110
    • 111
    • 112
    • 113
    • 114
    • 115
    • 116
    • 117
    • 118
    • 119
    • 120
    • 121
    • 122
    • 123
    • 124
    • 125
    • 126
    • 127
    • 128
    • 129
    • 130
    • 131
    • 132
    • 133
    • 134
    • 135
    • 136
    • 137
    • 138
    • 139
    • 140
    • 141
    • 142
    • 143
    • 144
    • 145
    • 146
    • 147
    • 148
    • 149
    • 150
    • 151
    • 152
    • 153
    • 154
    • 155
    • 156
    • 157
    • 158
    • 159
    • 160
    • 161
    • 162
    • 163
    • 164
    • 165
    • 166
    • 167
    • 168
    • 169
    • 170

    4.测试:

    1.下载我的工程代码:点击下载 
    2.或者直接使用该类:

     DistributedLock lock   = new DistributedLock("192.168.1.127:2181","lock");
     lock.lock();
     //共享资源
     if(lock != null)
      lock.unlock();  
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5

    3.执行步骤: 
    1.启动zk:zkServer.sh start 
    2.启动测试代码 
    3.执行结果: 
    05 
    06

    参考链接:https://blog.csdn.net/peace1213/article/details/52571445

  • 相关阅读:
    Less:优雅的写CSS代码
    线程池(ThreadPool)
    TiDB
    Docker实现CentOS容器SSH远程登录
    Oracle-Hints详解
    Oracle sql执行计划解析
    引擎基本服务接口API介绍
    ssh远程连接docker中linux(ubuntu/centos)
    自制操作系统
    kafka-net
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/xiohao/p/9063755.html
走看看 - 开发者的网上家园