瞭解Zookeeper的我們都知道，Zookeeper是一種分佈式協調服務，在分佈式應用中，主要用來實現分佈式服務的註冊與發現以及分佈式鎖，本文我們簡單介紹一下使用Zookeeper實現分佈式鎖的簡單原理。
使用Zookeeper實現分佈式鎖，主要是基於Zookeeper的臨時順序節點來實現的，因此首先我們先簡單瞭解一下Zookeeper的Znode類型。
1、Zookeeper的Znode類型
Znode分爲四種類型：
- 持久化節點（PERSISTENT）
Zookeeper默認的節點類型，該類型的節點創建之後，若客戶端與服務端斷開連接之前沒有執行delete操作，該節點會永久存儲於服務端；
- 持久化順序節點（PERSISTENT_SEQUENTIAL）
該類型的節點創建之後，若客戶端與服務端斷開連接之前沒有執行delete操作，該節點會永久存儲於服務端，同時該類型的節點創建之後，Zookeeper會爲該類型的節點在節點名稱的基礎上增加一個單調遞增的編號；
- 臨時節點（EPHEMERAL）
該類型的節點創建完成之後，若客戶端與服務端斷開連接之前沒有執行delete操作，Zookeeper會自動刪除該類型的節點；
- 臨時順序節點
該類型的節點創建完成之後，若客戶端與服務端斷開連接之前沒有執行delete操作，Zookeeper會自動刪除該類型的節點，同時該類型的節點創建之後，Zookeeper會爲該類型的節點在節點名稱的基礎上增加一個單調遞增的編號；
2、什麼是分佈式鎖
在分佈式系統當中，爲了防止多個進程（或線程）在對臨界資源進行寫操作時，造成資源信息的不一致或髒數據的情況發生，需要一個分佈式協調技術來對這些分佈式的進程（或線程）進行協調，保證多個分佈式的進程（或線程）對同一臨界資源進行寫操作都是同步且有序的，這樣的一種分佈式協調技術我們就稱之爲分佈式鎖。
- 應用場景舉例
比如在我們某些電商平臺的秒殺活動中，對商品庫存進行更新時，就會經常要用到分佈式鎖。
如上圖，假設我們現在有一個商品A，它的總庫存是100，客戶端發出了4個秒殺請求，每個訂單的數量是100個，4個請求到達應用集羣后，邏輯處理分別被負載分配到了商品服務A、商品服務B、商品服務C、商品服務D進行處理。
按照正常的業務邏輯，商品庫存爲100，那麼當商品服務A執行完畢並進行商品庫存扣減之後，庫存就變爲0，服務B、C、D執行庫存檢測時就應該得到庫存爲0，直接返回庫存不足即可。
但是假設我們對商品的庫存檢查和扣減服務沒有做同步處理，那麼就有可能出現多個服務同時執行庫存扣減的可能性，從而會造成庫存的多扣或少扣，對業務造成影響，如果這種情況在電商平臺出現，那是相當恐怖的事情。
同時，除了秒殺場景外，賬戶充值，支付場景中，也都需要用到分佈式鎖。
- 分佈式鎖需要具備的條件
- 在分佈式環境下，一個方法同一時刻只能被一臺機器上的一個線程執行；
- 高可用的獲取鎖，釋放鎖；
- 高性能的獲取鎖，釋放鎖；
- 具備可重入特性（可理解爲重新進入，由多於一個任務併發使用，而不必擔心數據錯誤）；
- 具備鎖失效機制，避免死鎖；
- 具備非阻塞特性，即沒有獲取到鎖將直接返回獲取鎖失敗；
3、Zookeeper分佈式鎖原理淺析
在對Zookeeper的節點類型有了初步瞭解之後，咱們就可以簡單的介紹一下使用Zookeeper如何來實現分佈式鎖。
Zookeeper 分佈式鎖應用了其臨時順序節點的特性。具體如何實現呢？讓我們來看一看詳細步驟：
- 獲取鎖
首先在Zookeeper中創建一個持久節點ParentLock，當第一個客戶端要獲取鎖時，在ParentLock節點下創建一個臨時順序節點Lock1；
接下來客戶端1會獲取ParentLock下的所有臨時順序子節點並進行排序，然後與自身創建的Lock1比較，判斷Lock1是不是最小的（最靠前的），如果是最靠前的，則獲取鎖成功；
此時，假設又有一個客戶端2前來獲取鎖，則在ParentLock下創建一個臨時順序節點Lock2；
接下來客戶端2會獲取ParentLock下的所有臨時順序子節點並進行排序，然後與自身創建的Lock2比較，判斷Lock2是不是最小的（最靠前的），結果發現Lock2不是最小的；
於是，Lock2向排序比它靠前的第一個節點Lock1註冊一個Watcher，用於監聽Lock1是否存在，此時意味着客戶端2搶鎖失敗，客戶端2進入等待狀態；
此時，假設現在又有一個客戶端3前來獲取鎖，則在ParentLock下創建一個臨時順序節點Lock3；
接下來客戶端3將獲取ParentLock下的所有臨時順序節點並排序，與自身創建的節點Lock3比較，判斷Lock3是不是最小的（最靠前的），結果發現Lock3不是最小的；
於是，Lock3向比它靠前的第一個節點Lock2註冊一個Watcher，用於監聽Lock2是否存在，此時意味着Lock3也搶鎖失敗，進入阻塞狀態；
這樣的話，客戶端1獲取到了鎖，客戶端2監聽了Lock1、客戶端3監聽了Lock2；
- 客戶端崩潰釋放鎖（避免死鎖）
假設由於網絡原因或者其他物理原因，導致客戶端1與Zookeeper失去連接，根據臨時節點的特性，Zookeeper會自動刪除相關聯的節點Lock1。
Lock1刪除之後，因爲客戶端2在Lock1上註冊了Watcher，因此Lock1刪除之後，客戶端2會立即收到通知，這時客戶端2會再次獲取ParentLock下的所有臨時順序子節點並進行排序，然後與自身創建的Lock2比較，判斷Lock2是不是最小的（最靠前的），結果發現Lock2是最小的，因此客戶端2獲取鎖成功；
客戶端2崩潰同理；
- 顯示釋放（客戶端任務執行完畢，主動釋放鎖）
當客戶端2執行完任務之後，調用delete方法刪除Lock2節點，因爲客戶端3在Lock2上註冊了Watcher，因此Lock2刪除之後，客戶端3會立即收到通知，這時客戶端3會再次獲取ParentLock下的所有臨時順序子節點並進行排序，然後與自身創建的Lock3比較，判斷Lock3是不是最小的（最靠前的），結果發現Lock3是最小的，因此客戶端3獲取鎖成功；
4、小結
本文簡單介紹了Zookeeper的節點類型，分佈式鎖的概念及應用場景，使用Zookeeper實現分佈式鎖的簡單原理，望對幫助理解Zookeeper實現分佈式鎖有些許幫助。