分布式服务基于Zookeeper的分布式锁的实现

一、序言

        ZooKeeper 的分布式锁机制是一种协调多个客户端访问共享资源的方法。通过使用 ZooKeeper 的持久化节点和临时顺序节点，可以实现高效且可靠的分布式锁。下面是分布式锁的工作原理以及如何使用它的具体步骤。

二、Zookeeper分布式锁的核心原理

• 创建锁目录节点:首先，在 ZooKeeper 中创建一个持久化节点，例如 /ocks ，作为锁节点的父节点。这个步要通常只需要执行一次。
• 获取锁:每个客户端尝试在 /1ocks 目录下创建一个顺序临时节点，例如 /locks/lock-0000000000 。节点名
• 称通常具有一个前缀和一个序号，以便于排序。
• 排序节点并判断: 客户端创建完成后，获取该目录下的所有子节点，并按照序号进行排序。客户端检査自己是否是序号最小的那个节点。如果是，则认为获取到了锁。
• 监听前一个节点: 如果不是序号最小的节点，客户端就设置一个 Watcher 监听它在排序中前一个节点的删除事件。这样，当前一个节点被删除时，客户端能够收到通知并重新检査自己是否成为了最小序号节点。
• 释放锁: 当客户端完成对共享资源的操作后，它会删除自己创建的那个顺序临时节点，以便通知等待中的其他客户端可以继续尝试获取锁。

三、代码实现

import org.apache. zookeeper.*,
Import org.apache.zookeeper.data.Stat,.
import java.io.IOException;
import java.util.Collections ,import java.util.List;
 
public class DistributedLock{
private ZooKeeper zooKeeper,
private String lockPath;
private String lockNode;
 
public DistributedLock(String connectString, String lockPath) throws IoException {
 
this.zooKeeper = new ZooKeeper(connectString, 3000,null);
this.lockPath= lockPath;    
//查询是否存在该node节点
try {
    Stat stat = zooKeeper.exists(lockPath, false),
    if(stat == null){
       zooKeeper.create(lockPath, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
    }
} catch(KeeperException | InterruptedException e){
    
        e.printStackTrace();
}
 
 
public void acquireLock() throws KeeperException, InterruptedException {
 
 String  nodePath = zooKeeper.create(lockPath + "/node_", new byte[0],ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
    
    this.lockNode=  nodePath.substring(nodePath.lastIndexOf("/")+ 1);
 
    while(true){
        List<String> children = zooKeeper.getchildren(lockPath,false);
        Collections.sort(children);
        if(children.get(0).equals(lockNode))    {
            //请求锁
            System.out.println("Lock acquired");
            break;
        }else {
            String watchNode = null;
                for(int i=0:i< children.size();i++){
                    if(children.get(i).equals(lockNode)){
                        watchNode=children.get(i-1).
                        break ;
            }
        }
        if(watchNode !=null){
              final object lock = new object().
              zooKeeper.exists(lockPath+"/"+ watchNode, new Watcher() {
              public void process(WatchedEvent event)  {
              if(event.getType()== Event.EventType.NodeDeleted){
                       synchronized(lock){
                        lock.notify():
                    }
                }
            }
          });
             synchronized(lock){
                   lock.wait();
                }
            }
        }        
    }
}
 
public void releaseLock () throws KeeperException,InterruptedException{
 
    zooKeeper.delete(lockPath+"/"+ lockNode, -1);
    System.out.println( "Lock released ");
 
}
public void close() throws InterruptedException {
            zooKeeper.close().
 
    }
 
}

public static void main(String[] args){
try {
        DistributedLock lock = new DistributedLock("localhost:2181","/locks")
        lock.acquireLock();
        
        Thread.sleep(3000):
 
        lock.releaseLock(
        lock.close():
} catch (Exception e){
       e.printStackTrace();
 
    }
 
}

通过以上步骤和代码示例，我们了解了如何利用 ZooKeeper 实现分布式锁。ZooKeeper 提供的顺序节点和 Watche机制为实现高效、可靠的分布式锁提供了强大的支持。这种机制在分布式系统中非常有用，能够有效地协调多个客户端对共享资源的访问。