Java分佈式：分佈式鎖之Zookeeper
分佈式鎖系列教程重點分享鎖實現原理
引入ZooKeeper
ZooKeeper是什麼呢？
ZooKeeper 是一個開源的分佈式協調服務，它可以在分佈式系統中共享配置，協調鎖資源，提供命名服務等。ZooKeeper 的設計目標是將那些複雜且容易出錯的分佈式一致性服務封裝起來，構成一個高效可靠的原語集，並以一系列簡單易用的接口提供給用戶使用。
原語： 操作系統或計算機網絡用語範疇。是由若干條指令組成的，用於完成一定功能的一個過程。具有不可分割性·即原語的執行必須是連續的，在執行過程中不允許被中斷。
ZooKeeper的數據模型
ZooKeeper 允許分佈式進程通過共享的層次結構命名空間進行相互協調，這與標準文件系統類似。 名稱空間由 ZooKeeper 中的數據寄存器組成 - 稱爲znode，這些類似於文件和目錄。 與爲存儲設計的典型文件系統不同，ZooKeeper數據保存在內存中，這意味着ZooKeeper可以實現高吞吐量和低延遲。
這樣的層級結構，讓每一個Znode節點擁有唯一的路徑，每一個Znode節點主要由四個部分註冊：
- data：Znode存儲的數據信息。
- ACL：記錄Znode的訪問權限，即哪些人或哪些IP可以訪問本節點。
- stat：包含Znode的各種元數據，比如事務ID、版本號、時間戳、大小等等。
- child：當前節點的子節點引用，類似於二叉樹的左孩子右孩子。
說明：Zookeeper是爲讀多寫少的場景所設計。Znode並不是用來存儲大規模業務數據，而是用於存儲少量的狀態和配置信息，每個節點的數據最大不能超過1MB。
ZooKeeper分佈式鎖機制
在描述算法流程之前，先看下zookeeper中幾個關於節點的有趣的性質：
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有序節點：假如當前有一個父節點爲/lock，我們可以在這個父節點下面創建子節點；zookeeper提供了一個可選的有序特性，例如我們可以創建子節點“/lock/node-”並且指明有序，那麼zookeeper在生成子節點時會根據當前的子節點數量自動添加整數序號，也就是說如果是第一個創建的子節點，那麼生成的子節點爲/lock/node-0000000000，下一個節點則爲/lock/node-0000000001，依次類推。
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臨時節點：客戶端可以建立一個臨時節點，在會話結束或者會話超時後，zookeeper會自動刪除該節點。
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事件監聽：在讀取數據時，我們可以同時對節點設置事件監聽，當節點數據或結構變化時，zookeeper會通知客戶端。當前zookeeper有如下四種事件：1）節點創建；2）節點刪除；3）節點數據修改；4）子節點變更。
算法描述
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客戶端連接zookeeper，並在/lock下創建臨時的且有序的子節點，第一個客戶端對應的子節點爲/lock/lock-0000000000，第二個爲/lock/lock-0000000001，以此類推；
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客戶端獲取/lock下的子節點列表，判斷自己創建的子節點是否爲當前子節點列表中序號最小的子節點，如果是則認爲獲得鎖，否則監聽剛好在自己之前一位的子節點刪除消息，獲得子節點變更通知後重復此步驟直至獲得鎖；
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執行業務代碼；
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完成業務流程後，刪除對應的子節點釋放鎖。
圖解
參考資料
- https://segmentfault.com/a/1190000016349824
- https://juejin.im/post/5b037d5c518825426e024473
- https://juejin.im/post/5c01532ef265da61362232ed
- https://blog.csdn.net/qiangcuo6087/article/details/79067136
- https://juejin.im/post/5baf7db75188255c3d11622e