zookeeper实现分布式锁的原理及具体使用案例

拼搏现实的明天。 2023-10-07 08:06 101阅读 0赞

> zookeeper跟redis一样，也是基于内存的。
> 
> **官网：**
> 
> [http://zookeeper.apache.org/][http_zookeeper.apache.org]
> 
> zookeeper是分布式系统的协调服务，提供配置管理、分布式协同、命名的中心化服务以及服务注册发现等。

> **zookeeper分布式锁的实现原理：**
> 
> zookeeper实现分布式锁采用其提供的有序临时节点+监听来实现。临时节点只要客户端断开连接就会被删除，正好可以利用这一特性实现锁。
> 
> zookeeper是由java语言开发的。

> **zookeeper中的节点类型：**
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]
> 
> 节点就是用于存储数据的，在zookeeper中，节点是类似于文件系统的目录的结构。
> 
> ①永久节点。会进行持久化，重启不会丢失。
> 
> ②临时节点。存储在内存中，不会持久化，重启服务或断开连接数据会丢失。
> 
> 节点中存储的数据可以进行排序。
> 
> 当节点中的数据有更新或是节点被删除时，会触发zookeeper的通知机制告知客户端，因为zookeeper一直在监听所有的节点。

> **领红包具体案例：**
> 
> 【具体业务逻辑是：先查询下数据库，判断用户的红包数据是否为空，是则插入红包数据，否则不让插入】
> 
> ①引入zkclient依赖：
> 
>     
>             
>             <dependency>
>                 <groupId>com.101tec</groupId>
>                 <artifactId>zkclient</artifactId>
>                 <version>0.11</version>
>             </dependency>
> 
> ②代码实现：
> 
> 接口：
> 
>     package com.zhangxueliang.demo.springbootdemo.zookeeperLock;
>     
>     public interface ZookeeperLock {
>     
>         //加锁
>         void lock();
>     
>         //解锁
>         void unlock();
>     
>     
>     }
> 
> 抽象类：
> 
>     package com.zhangxueliang.demo.springbootdemo.zookeeperLock;
>     
>     import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;
>     
>     import java.util.concurrent.CountDownLatch;
>     
>     /**
>      * @ProjectName springbootdemo_src
>      * @ClassName AbstractZookeeperLock
>      * @Desicription tryLock和waitLock方法使用到了模板方法设计模式
>      * @Author Zhang Xueliang
>      * @Date 2020/1/13 14:19
>      * @Version 1.0
>      **/
>     public abstract class AbstractZookeeperLock implements ZookeeperLock {
>     
>         protected String lock;
>         protected CountDownLatch countDownLatch;//门闩（倒计数器）
>     
>         protected String zk_address = "127.0.0.1:2181";
>         protected ZkClient zkClient = new ZkClient(zk_address);
>     
>         /**
>          * 加锁
>          */
>         @Override
>         public final void lock() {
>             //尝试获取锁
>             if (tryLock()){
>                 //已经拿到锁
>                 System.out.println("获取锁成功。。。");
>             }else {
>                 //尝试获取锁未成功，等待获取锁，阻塞，如果此处已经不阻塞了，那么可以继续往下执行代码
>                 waitLock();
>                 //上面的阻塞结束了，那么我可以继续获取锁，递归一下
>             }
>         }
>     
>         /**
>          * 释放锁
>          */
>         @Override
>         public final void unlock() {
>             //关闭连接就解锁了
>             if(zkClient!=null){
>                 zkClient.close();//此处也可以使用zkClient.delete(临时节点)来实现解锁
>                 System.out.println("解锁成功。。。");
>             }
>     
>         }
>     
>         //尝试获取锁
>         protected abstract boolean tryLock();
>     
>         //等待获取锁
>         protected abstract void waitLock();
>     }
> 
> 锁实现类：
> 
>     package com.zhangxueliang.demo.springbootdemo.zookeeperLock;
>     
>     import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;
>     
>     import java.util.concurrent.CountDownLatch;
>     
>     /**
>      * @ProjectName springbootdemo_src
>      * @ClassName ZookeeperDistributedLock
>      * @Desicription TODO
>      * @Author Zhang Xueliang
>      * @Date 2020/1/13 14:32
>      * @Version 1.0
>      **/
>     public class ZookeeperDistributedLock extends AbstractZookeeperLock {
>     
>         public ZookeeperDistributedLock(String lockName){
>             lock=lockName;
>         }
>     
>         /**
>          * 尝试获取锁
>          * @return
>          */
>         @Override
>         protected boolean tryLock() {
>             try {
>                 //创建一个临时节点
>                 zkClient.createEphemeral(lock);
>                 return true;
>             }catch (Exception e){
>                 return false;
>             }
>         }
>     
>         /**
>          * 等待获取锁
>          */
>         @Override
>         protected void waitLock() {
>             //如果已经有线程创建了临时节点，那么其他线程就只能等待，不能再创建该临时节点
>             //此时我就监听（就是订阅数据的改变）你这个临时节点，如果该节点被删除了我就等待结束，就又可以创建临时节点
>     
>             //1.订阅数据改变，就是指定监听参数中所指定的那个节点
>             IZkDataListener listener = new IZkDataListener() {
>                 //监听改变
>                 @Override
>                 public void handleDataChange(String s, Object o) throws Exception {
>     
>                 }
>     
>                 //监听删除
>                 @Override
>                 public void handleDataDeleted(String s) throws Exception {
>                     if (countDownLatch!=null){
>                         countDownLatch.countDown();
>                     }
>                 }
>             };
>     
>             //2.判断锁的节点是否存在
>             if (zkClient.exists(lock)){
>                  countDownLatch = new CountDownLatch(1);
>                 try {
>                     //当计数器从1变成0之后，等待就会结束了
>                     countDownLatch.await();
>                 } catch (InterruptedException e) {
>                     e.printStackTrace();
>                 }
>             }
>     
>             //3.取消订阅
>             zkClient.unsubscribeDataChanges(lock,listener);
>         }
>         
>     }
> 
> zookeeper分布式锁代码测试：
> 
>     //测试
>         public static void main(String[] args) {
>             ZookeeperDistributedLock zookeeperDistributedLock = new ZookeeperDistributedLock("/addRedPacket");//一定要带/ 不然节点添加不成功
>             try{
>                 zookeeperDistributedLock.lock();
>                 //TODO 具体要锁住的业务代码
>                 //查询用户是否已经领过红包
>                 //添加红包给用户
>             }finally {
>                 zookeeperDistributedLock.unlock();
>             }
>         }
> 
> 测试时需要将zoo\_sample.cfg配置文件中的zookeeper最大连接数调大些：
> 
>     maxClientCnxns=1000 #默认60
> 
> 启动两个端口：
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]
> 
> 配置nginx.conf实现负载均衡
> 
> ![20200113152523934.png][]
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]
> 
> 使用jmeter测试时访问的是nginx的80端口：
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

> **使用jmeter模拟高并发场景：**
> 
> 相关参数配置--
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 4][]
> 
> ![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 5][]

[http_zookeeper.apache.org]: http://zookeeper.apache.org/
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: https://img-blog.csdnimg.cn/20200113134541353.png?x-oss-process=image/watermark,type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk,shadow_10,text_aHR0cHM6Ly96aGFuZ3h1ZWxpYW5nLmJsb2cuY3Nkbi5uZXQ=,size_16,color_FFFFFF,t_70
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