女友也能看懂的Zookeeper分布式锁原理

前言

关于分布式锁，在互联网行业的使用场景仍是比较多的，好比电商的库存扣减，秒杀活动，集群定时任务执行等须要进程互斥的场景。而实现分布式锁的手段也不少，你们比较常见的就是redis跟zookeeper，今天咱们主要介绍的是基于zookeeper实现的分布式锁。

这篇文章主要借用Curator框架对zk分布式锁的实现思路，你们理解了之后彻底能够本身手动实现一遍，可是在工做中仍是建议使用成熟的开源框架，不少坑别人已经帮咱们踩好了，除非万不得已，须要高度定制符合本身项目的需求的时候，才开始自行封装吧。

正文

zookeeper简单介绍

既然是基于zookeeper的分布式锁，首先确定要对这个zookeeper有必定了解，这里就不过多的进行讲解，只对其跟分布式锁有关联的特性作一个简单的介绍，更多详细的功能特性你们能够参阅官方文档。

zookeeper维护着相似文件系统的数据结构，它总共有四种类型的节点

• PERSISTENT：持久化的节点。一旦建立后，即便客户端与zk断开了链接，该节点依然存在。
• PERSISTENT_SEQUENTIAL：持久化顺序编号节点。比PERSISTENT节点多了节点自动按照顺序编号。
• EPHEMERAL：临时节点。当客户端与zk断开链接以后，该节点就被删除。
• EPHEMERAL_SEQUENTIAL：临时顺序编号节点。比EPHEMERAL节点多了节点自动按照顺序编号。（分布式锁实现使用该节点类型）

Curator实现分布式锁原理

好，当咱们简单了解了zk的节点类型之后，如今正式的分析Curator分布式锁的实现原理。这里咱们定义了一个“/curator_lock”锁节点用来存放相关客户端建立的临时顺序节点。

假设两个客户端ClientA跟ClientB同时去争夺一个锁，此时ClientA先行一步得到了锁，那么它将会在咱们的zk上建立一个“/curator_lock/xxxxx-0000000000”的临时顺序节点。

接着它会拿到“/curator_lock/”锁节点下的全部子节点，由于这些节点是有序的，这时候会判断它所建立的节点是否排在第一位（也就是序号最小），因为ClientA是第一个建立节点的的客户端，必然是排在第一位，因此它也就拿到了锁。

[zk: localhost:2182(CONNECTED) 4] ls /curator_lock
[_c_f3f38067-8bff-47ef-9628-e638cfaad77e-lock-0000000000]
复制代码

这个时候ClientB也来了，按照一样的步骤，先是在“/curator_lock/”下建立一个临时顺序节点“/curator_lock/xxxxx-0000000001”，接着也是得到该节点下的全部子节点信息，并比对本身生成的节点序号是否最小，因为此时序号最小的节点是ClientA建立的，而且还没释放掉，因此ClientB本身就拿不到锁。

[zk: localhost:2182(CONNECTED) 4] ls /curator_lock
[_c_2a8198e4-2039-4a3c-8606-39c65790d637-lock-0000000001,
_c_f3f38067-8bff-47ef-9628-e638cfaad77e-lock-0000000000]

复制代码

既然ClientB拿不到锁，也不会放弃，它会对本身的前一个节点加上监听器（zk提供的api实现），只要监听到前一个节点被删除了，也就是释放了锁，就会立刻从新执行获取锁的操做。

当后面的ClientC，ClientD...过来的时候也是如此，变化的只是节点上的编号，它会根据Client链接的数量而不断增长。

可能你们还会担忧，万一个人获取到锁的客户端宕机了怎么办，会不会不释放锁？其实上面已经解答了这个问题，因为Curator使用的是临时顺序节点来实现的分布式锁，只要客户端与zk链接断开，该节点也就消失了，至关于释放了锁。

下面代码展现了Curator的基本使用方法，仅做为参考实例，请勿在生产环境使用的这么随意。

CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient("127.0.0.1:2182",
                5000,10000,
                new ExponentialBackoffRetry(1000, 3));
        client.start();
        InterProcessMutex interProcessMutex = new InterProcessMutex(client, "/curator_lock");
        //加锁
        interProcessMutex.acquire();
        
        //业务逻辑
        
        //释放锁
        interProcessMutex.release();
        client.close();
    
复制代码

总结

咱们在搞懂了原理以后，就能够抛弃Curator,本身动手实现一个分布式锁了，相信你们实现基本的功能都是没问题的，可是要作到生产级别，可能仍是要在细节上下功夫，好比说一些异常处理，性能优化等因素。

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