什麼是Zookeeper 分佈式鎖？

導讀	分佈式鎖是控制分佈式系統之間同步訪問共享資源的一種方式。

下面介紹 zookeeper 如何實現分佈式鎖，講解排他鎖和共享鎖兩類分佈式鎖。

排他鎖

排他鎖（Exclusive Locks），又被稱爲寫鎖或獨佔鎖，如果事務T1對數據對象O1加上排他鎖，那麼整個加鎖期間，只允許事務T1對O1進行讀取和更新操作，其他任何事務都不能進行讀或寫。

定義鎖：

/exclusive_lock/lock

實現方式：

利用 zookeeper 的同級節點的唯一性特性，在需要獲取排他鎖時，所有的客戶端試圖通過調用 create() 接口，在 /exclusive_lock 節點下創建臨時子節點 /exclusive_lock/lock，最終只有一個客戶端能創建成功，那麼此客戶端就獲得了分佈式鎖。同時，所有沒有獲取到鎖的客戶端可以在 /exclusive_lock 節點上註冊一個子節點變更的 watcher 監聽事件，以便重新爭取獲得鎖。

共享鎖

共享鎖（Shared Locks），又稱讀鎖。如果事務T1對數據對象O1加上了共享鎖，那麼當前事務只能對O1進行讀取操作，其他事務也只能對這個數據對象加共享鎖，直到該數據對象上的所有共享鎖都釋放。

定義鎖:

/shared_lock/[hostname]-請求類型W/R-序號

實現方式：
1、客戶端調用 create 方法創建類似定義鎖方式的臨時順序節點。

2、客戶端調用 getChildren 接口來獲取所有已創建的子節點列表。

3、判斷是否獲得鎖，對於讀請求如果所有比自己小的子節點都是讀請求或者沒有比自己序號小的子節點，表明已經成功獲取共享鎖，同時開始執行度邏輯。對於寫請求，如果自己不是序號最小的子節點，那麼就進入等待。

4、如果沒有獲取到共享鎖，讀請求向比自己序號小的最後一個寫請求節點註冊 watcher 監聽，寫請求向比自己序號小的最後一個節點註冊watcher 監聽。

實際開發過程中，可以 curator 工具包封裝的API幫助我們實現分佈式鎖。

  org.apache.curator
  curator-recipes
  x.x.x

curator 的幾種鎖方案 ：

1. InterProcessMutex：分佈式可重入排它鎖
2. InterProcessSemaphoreMutex：分佈式排它鎖
3. InterProcessReadWriteLock：分佈式讀寫鎖

下面例子模擬 50 個線程使用重入排它鎖 InterProcessMutex 同時爭搶鎖：

實例

public class InterprocessLock {
    public static void main(String[] args)  {
        CuratorFramework zkClient = getZkClient();
        String lockPath = "/lock";
        InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(zkClient, lockPath);
        //模擬50個線程搶鎖
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            new Thread(new TestThread(i, lock)).start();
        }
    }


    static class TestThread implements Runnable {
        private Integer threadFlag;
        private InterProcessMutex lock;

        public TestThread(Integer threadFlag, InterProcessMutex lock) {
            this.threadFlag = threadFlag;
            this.lock = lock;
        }

        @Override
        public void run() {
            try {
                lock.acquire();
                System.out.println("第"+threadFlag+"線程獲取到了鎖");
                //等到1秒後釋放鎖
                Thread.sleep(1000);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }finally {
                try {
                    lock.release();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    private static CuratorFramework getZkClient() {
        String zkServerAddress = "192.168.3.39:2181";
        ExponentialBackoffRetry retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3, 5000);
        CuratorFramework zkClient = CuratorFrameworkFactory.builder()
                .connectString(zkServerAddress)
                .sessionTimeoutMs(5000)
                .connectionTimeoutMs(5000)
                .retryPolicy(retryPolicy)
                .build();
        zkClient.start();
        return zkClient;
    }
}

控制檯每間隔一秒鐘輸出一條記錄：

Linux就該這麼學