- 分布式锁应用场景
- Curator实现的demo
- 原理解析
- 存在的问题分析
- 简单实现
分布式锁应用场景
- 在单机情况下，我们代码管理一台机器上的多进程或者多线程进入临界区，进程通常用互斥锁，信号量，而多线程使用lock接口或者JVM层面的synchronized。
- 而集群里多个节点的情况下，需要通过socket通信知道其他节点的状态，保证一个时刻下只有一个节点能进入临界区。
基于Curator实现的demo
zookeeper分布锁InterProcessMutex
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| public static void main(String[] args) throws Exception {
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient("10.21.41.181:2181,10.21.42.47:2181,10.21.49.252:2181", retryPolicy);
client.start();
InterProcessMutex mutex = new InterProcessMutex(client, "/curator/lock");
mutex.acquire();
System.out.println("Enter mutex");
mutex.release();
client.close();
}
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原理解析
- 创建一个持久存在的父路径,假设/lock，CreateMode.PERSISTENT
- 每个节点在/lock下注册/lock/pid-，CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL（短暂有序的节点)，例如/lock/pid-0000000001、pid-0000000002…会在尾部加上10位数
- 核心：如果当前节点是集群中最小的id，则获取锁。如果不是则等待。
- 实现：在获取锁的时候，检查自己是否为集群中最小的id，如果不是，则监听自己的前一位机器的情况(exits())，如果是则获取；
- 实现：如果监听到了删除事件，则重复4
存在的问题分析
- “惊群效应”：每个子节点注册watcher监听/lock下的子节点，zk服务器会对所有服务器发送通知，网络io过大。
- 网络问题：如果当前最小id的节点获取了锁，但因为网络原因导致session超时，临时路径被删除，这时候下一个节点会监听到而获取到锁，此时会有多个节点进入临界区。
- 在注册watcher的时候，上一个路径已经删除，那么这个事件不是永远都不触发？
解决：
- 每个节点只用监听自己的前一个节点的删除事件
- 需要设置一个恰当的session超时时间
- ZooKeeper保证查询和监听是一个原子操作，客户端查询数据之后的所有数据变化都能收到监听
网上参考的实现
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| public boolean checkMinPath() throws KeeperException, InterruptedException {
List<String> subNodes = zk.getChildren(GROUP_PATH, false);
Collections.sort(subNodes);
int index = subNodes.indexOf(selfPath.substring(GROUP_PATH.length() + 1));
switch (index) {
case -1: {
System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "本节点已不在了..." + selfPath);
return false;
}
case 0: {
System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "子节点中，我最小，可以获得锁了！哈哈" + selfPath);
return true;
}
default: {
this.waitPath = GROUP_PATH + "/" + subNodes.get(index - 1);
System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "排在我前面的节点是 " + waitPath);
try {
zk.getData(waitPath, true, new Stat());
return false;
} catch (KeeperException e) {
if (zk.exists(waitPath, false) == null) {
System.out.println(PREFIX_OF_THREAD + "排在我前面的" + waitPath + "已消失 ");
return checkMinPath();
} else {
throw e;
}
}
}
}
}
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参考
如何能通俗的讲解Zookeeper分布式锁的应用场景？
curator教程二——分布式锁
基于Zookeeper的分布式锁