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ZK(ZooKeeper)分布式锁实现

  • 2021 年 11 月 11 日
  • 本文字数:3044 字

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这时候,ClientA 会进行监听判断,在父节点下,我是不是最小的,如果是的话,那么俺就可以加锁了,因为我是最小的,其他的都比我大。我自己可以进行加锁,**你已经是一个成熟的临时节点了,要学会自己加锁。**咳,那么 ZK 是怎么进行判断的呢?宝贝,您往下看:



这个是cleintA已经加锁完成了,这个时候clientB也要过来加锁,那么他也要在/testLock,创建一个属于自己的临时节点,那么这个时候他的序号就会变成/lock0000000002,如下图所示:



这个时候就会出现我们前面所讲的,clientB 在加锁的时候会判断,自己是不是最小的,一看在当前父节点下不是最小的,啊~我还挺大的,还有比我小的!!!


加锁失败呀,咳咳,这个时候呢,clientB 就会去偷窥 clientA,气氛逐渐暧昧起来,啊不是,是按照顺序去监听前一个节点(clientA),是否完成工作了,如果完成了,clientB 才可以进行加锁工作,宝贝,你往下看图片:



clientA 加锁成功后,会进行自己的业务处理,当 clientA 处理完工作后,说我完事了,下一个,那么 clientA 是怎么完事的呢,他多长时间?不是,具体流程是怎样的?小农你不对劲,说什么呢!!!真羞涩


上面我们不是说了,当 clientB 加锁失败后,会给前一个节点(clientA)加上一个监听,当 clientA 被删除以后,就表示有人释放了锁,这个时候就会通知 clientB 重新去获取锁。



这个时候 clientB 重新获取锁的时候,发现自己就是当前父节点下面最小的那个,于是 clientB 就开始加锁,开始工作等一系列操作,当 clientB 完事以后,释放锁,也说了一句,下一个。


如下图所示:



当然除了 clientA、clientB还有 C\D\E 等,这字母看着好奇怪又好熟悉,原理都是一样的,都是最小节点进行解锁,如果不是,监听前一个节点是否释放,如果释放了,再次尝


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试加锁。如果前一节节点释放了,自己就是最小了,就排到前面去了,有点类似于 银行取号 的操作。


代码实现




使用 ZooKeeper 创建临时顺序节点来实现分布式锁,大体的流程就是 先创建一个持久父节点,在当前节点下,创建临时顺序节点,找出最小的序列号,获取分布式锁,程序业务完成之后释放锁,通知下一个节点进行操作,使用的是 watch 来监控节点的变化,然后依次下一个最小序列节点进行操作。


首先我们需要创建一个持久父类节点:我这里是 /mxn



WatchCallBack


import org.apache.zookeeper.*;


import org.apache.zookeeper.data.Stat;


import java.util.Collections;


import java.util.List;


import java.util.concurrent.CountDownLatch;


/**


  • @program: mxnzookeeper

  • @ClassName WatchCallBack

  • @description:

  • @author: 微信搜索:牧小农

  • @create: 2021-10-23 10:48

  • @Version 1.0


**/


public class WatchCallBack implements Watcher, AsyncCallback.StringCallback ,AsyncCallback.Children2Callback ,AsyncCallback.StatCallback {


ZooKeeper zk ;


String threadName;


CountDownLatch cc = new CountDownLatch(1);


String pathName;


public String getPathName() {


return pathName;


}


public void setPathName(String pathName) {


this.pathName = pathName;


}


public String getThreadName() {


return threadName;


}


public void setThreadName(String threadName) {


this.threadName = threadName;


}


public ZooKeeper getZk() {


return zk;


}


public void setZk(ZooKeeper zk) {


this.zk = zk;


}


/** @Author 牧小农


  • @Description //TODO 尝试加锁方法

  • @Date 16:14 2021/10/24

  • @Param

  • @return


**/


public void tryLock(){


try {


System.out.println(threadName + " 开始创建。。。。");


//创建一个顺序临时节点


zk.create("/lock",threadName.getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL,this,"abc");


//阻塞当前,监听前一个节点是否释放锁


cc.await();


} catch (InterruptedException e) {


e.printStackTrace();


}


}


/** @Author 牧小农


  • @Description //TODO 解锁方法

  • @Date 16:14 2021/10/24

  • @Param

  • @return


**/


public void unLock(){


try {


//释放锁,删除临时节点


zk.delete(pathName,-1);


//结束工作


System.out.println(threadName + " 结束工作了....");


} catch (InterruptedException e) {


e.printStackTrace();


} catch (KeeperException e) {


e.printStackTrace();


}


}


@Override


public void process(WatchedEvent event) {


//如果第一个节点释放了锁,那么第二个就会收到回调


//告诉它前一个节点释放了,你可以开始尝试获取锁


switch (event.getType()) {


case None:


break;


case NodeCreated:


break;


case NodeDeleted:


//当前节点重新获取锁


zk.getChildren("/",false,this ,"sdf");


break;


case NodeDataChanged:


break;


case NodeChildrenChanged:


break;


}


}


@Override


public void processResult(int rc, String path, Object ctx, String name) {


if(name != null ){


System.out.println(threadName +" 线程创建了一个节点为 : " + name );


pathName = name ;


//监听前一个节点


zk.getChildren("/",false,this ,"sdf");


}


}


//getChildren call back


@Override


public void processResult(int rc, String path, Object ctx, List<String> children, Stat stat) {


//节点按照编号,升序排列


Collections.sort(children);


//对节点进行截取例如 /lock0000000022 截取后就是 lock0000000022


int i = children.indexOf(pathName.substring(1));


//是不是第一个,也就是说是不是最小的


if(i == 0){


//是第一个


System.out.println(threadName +" 现在我是最小的....");


try {


zk.setData("/",threadName.getBytes(),-1);


cc.countDown();


} catch (KeeperException e) {


e.printStackTrace();


} catch (InterruptedException e) {


e.printStackTrace();


}


}else{


//不是第一个


//监听前一个节点 看它是不是完成了工作进行释放锁了


zk.exists("/"+children.get(i-1),this,this,"sdf");


}


}


@Override


public void processResult(int rc, String path, Object ctx, Stat stat) {


//判断是否失败 exists


}


}


TestLock


import com.mxn.zookeeper.config.ZKUtils;


import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;


import org.junit.After;


import org.junit.Before;


import org.junit.Test;


/**


  • @program: mxnzookeeper

  • @ClassName TestLock

  • @description:

  • @author: 微信搜索:牧小农

  • @create: 2021-10-23 10:45

  • @Version 1.0


**/


public class TestLock {


ZooKeeper zk ;


@Before


public void conn (){


zk = ZKUtils.getZK();


}


@After


public void close (){


try {


zk.close();


} catch (InterruptedException e) {


e.printStackTrace();


}


}


@Test


public void lock(){


//创建十个线程


for (int i = 0; i < 10; i++) {


new Thread(){


@Override


public void run() {


WatchCallBack watchCallBack = new WatchCallBack();


watchCallBack.setZk(zk);


String threadName = Thread.currentThread().getName();


watchCallBack.setThreadName(threadName);


//线程进行抢锁操作


watchCallBack.tryLock();


try {


//进行业务逻辑处理


System.out.println(threadName+" 开始处理业务逻辑了...");


Thread.sleep(200);


}catch (Exception e){


e.printStackTrace();


}


//释放锁


watchCallBack.unLock();


}


}.start();


}


while(true){


}


}


}

运行结果:

Thread-1 线程创建了一个节点为 : /lock0000000112


Thread-5 线程创建了一个节点为 : /lock0000000113


Thread-2 线程创建了一个节点为 : /lock0000000114


Thread-6 线程创建了一个节点为 : /lock0000000115

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