ZooKeeper分散式鎖與程式碼實現

阿新 • • 發佈：2019-01-26

1.zk的核心機制之一：分散式鎖 分散式鎖能夠在一組程序之間提供互斥機制，使得在任何時候只有一個程序可以持有鎖。分散式鎖可以用於在大型分散式系統中實現領導者選舉，在任何時間點，持有鎖的那個程序就是系統的領導者。注意：不要將zookeeper自己的領導者選舉和使用ZooKeeper基本操作實現的一般領導者選舉服務混為一談。事實上，zookeepr自己的領導者選舉機制是不對外公開的。

2.鎖的具體實現

程式碼實現一個分散式鎖。 - 客戶端A public class DistributedClient { // 超時時間 private static final int SESSION_TIMEOUT = 5000;

// zookeeper server列表 private String hosts = "localhost:4180,localhost:4181,localhost:4182"; private String groupNode = "locks"; private String subNode = "sub"; private ZooKeeper zk; // 當前client建立的子節點 private String thisPath; // 當前client等待的子節點 private String waitPath; private CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);

/** * 連線zookeeper */ public void connectZookeeper() throws Exception { zk = new ZooKeeper(hosts, SESSION_TIMEOUT, new Watcher() { public void process(WatchedEvent event) { try { // 連線建立時, 開啟latch, 喚醒wait在該latch上的執行緒 if (event.getState() == KeeperState.SyncConnected) {

latch.countDown(); } // 發生了waitPath的刪除事件 if (event.getType() == EventType.NodeDeleted && event.getPath().equals(waitPath)) { doSomething(); } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }); // 等待連線建立 latch.await(); // 建立子節點 thisPath = zk.create("/" + groupNode + "/" + subNode, null, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); // wait一小會, 讓結果更清晰一些 Thread.sleep(10); // 注意, 沒有必要監聽"/locks"的子節點的變化情況 List<String> childrenNodes = zk.getChildren("/" + groupNode, false); // 列表中只有一個子節點, 那肯定就是thisPath, 說明client獲得鎖 if (childrenNodes.size() == 1) { doSomething(); } else { String thisNode = thisPath.substring(("/" + groupNode + "/").length()); // 排序 Collections.sort(childrenNodes); int index = childrenNodes.indexOf(thisNode); if (index == -1) { // never happened } else if (index == 0) { // inddx == 0, 說明thisNode在列表中最小, 當前client獲得鎖 doSomething(); } else { // 獲得排名比thisPath前1位的節點 this.waitPath = "/" + groupNode + "/" + childrenNodes.get(index - 1); // 在waitPath上註冊監聽器, 當waitPath被刪除時, zookeeper會回撥監聽器的process方法 zk.getData(waitPath, true, new Stat()); } } } private void doSomething() throws Exception { try { System.out.println("gain lock: " + thisPath); Thread.sleep(2000); // do something } finally { System.out.println("finished: " + thisPath); // 將thisPath刪除, 監聽thisPath的client將獲得通知 // 相當於釋放鎖 zk.delete(this.thisPath, -1); } } public static void main(String[] args) throws Exception { for (int i = 0; i < 10; i++) { new Thread() { public void run() { try { DistributedClient dl = new DistributedClient(); dl.connectZookeeper(); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }.start(); } Thread.sleep(Long.MAX_VALUE); } } - 分散式多程序模式實現： public class DistributedClientMy { // 超時時間 private static final int SESSION_TIMEOUT = 5000; // zookeeper server列表 private String hosts = "spark01:2181,spark02:2181,spark03:2181"; private String groupNode = "locks"; private String subNode = "sub"; private boolean haveLock = false; private ZooKeeper zk; // 當前client建立的子節點 private volatile String thisPath; /** * 連線zookeeper */ public void connectZookeeper() throws Exception { zk = new ZooKeeper("spark01:2181", SESSION_TIMEOUT, new Watcher() { public void process(WatchedEvent event) { try { // 子節點發生變化 if (event.getType() == EventType.NodeChildrenChanged && event.getPath().equals("/" + groupNode)) { // thisPath是否是列表中的最小節點 List<String> childrenNodes = zk.getChildren("/" + groupNode, true); String thisNode = thisPath.substring(("/" + groupNode + "/").length()); // 排序 Collections.sort(childrenNodes); if (childrenNodes.indexOf(thisNode) == 0) { doSomething(); thisPath = zk.create("/" + groupNode + "/" + subNode, null, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); } } } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }); // 建立子節點 thisPath = zk.create("/" + groupNode + "/" + subNode, null, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); // wait一小會, 讓結果更清晰一些 Thread.sleep(new Random().nextInt(1000)); // 監聽子節點的變化 List<String> childrenNodes = zk.getChildren("/" + groupNode, true); // 列表中只有一個子節點, 那肯定就是thisPath, 說明client獲得鎖 if (childrenNodes.size() == 1) { doSomething(); thisPath = zk.create("/" + groupNode + "/" + subNode, null, Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL); } } /** * 共享資源的訪問邏輯寫在這個方法中 */ private void doSomething() throws Exception { try { System.out.println("gain lock: " + thisPath); Thread.sleep(2000); // do something } finally { System.out.println("finished: " + thisPath); // 將thisPath刪除, 監聽thisPath的client將獲得通知 // 相當於釋放鎖 zk.delete(this.thisPath, -1); } } public static void main(String[] args) throws Exception { DistributedClientMy dl = new DistributedClientMy(); dl.connectZookeeper(); Thread.sleep(Long.MAX_VALUE); } }

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