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基于ZooKeeper的分布式锁
Zookeeper 是一个分布式的,开放源码的的分布式应用程序协调服务,是Google的Chubby一个开源的实现,是Hadoop、HBase的重要组件。是一个为分布式应用提供一致性服务的软件,提供的功能包括:配置维护、域名服务、分布式同步、组服务等。
Zookeeper是架构通过冗余服务实现高可用性。因此,如果第一次无应答,客户端可以询问另一台Zookeeper主机。Zookeeper节点将它们的数据存储在一个分层的命名空间,非常类似于一个文件系统或一个前缀树结构。客户端可以在节点读写,从而以这种方式拥有一个共享的配置服务。更新是全序的。
zookeeper原理解析:https://www.cnblogs.com/jalja/p/11441174.html
获取锁的简单思路
首先,需要了解的是Zookeeper中临时顺序节点的特性。
第一:节点的生命周期和client会话绑定,即创建节点的客户端会话一旦失效,那么这个节点就会被删除(临时性)
第二:每个父节点都会维护子节点创建的先后顺序,自动为子节点分配一个整型数值,以后缀的形式自动追加到节点名称后,作为这个节点最终的节点名称
基于临时性顺序节点的特性,Zookeeper实现分布式锁的一般思路如下:
client调用create()方法创建“/zk-locks”节点,注意节点的类型是EPHEMRAL_SEQUENTIAL;
client调用getChildren("/zk-locks",watch)来获取所有已经创建的子节点,并同时在这个节点上注册子节点变更通知的watcher;
客户端获取到所有子节点Path后,如果发现自己在步骤1中创建的节点是所有节点中最小的,那么就认为这个客户端获得了锁;
如果在步骤3中,发现不是最小的,那么等待,知道下次节点变更通知的时候,再进行子节点的获取,判断是否获取到了锁;
释放锁也比较容易,就是删除自己创建的那个节点即可。
上述思路中,在集群规模很大的时候,会出现“羊群效应”(Herd Effect):
在上面的分布式锁的竞争中,有一个细节,就是在getChildren上注册了子节点变更通知Watcher,这有什么问题么?这其实会导致客户端大量重复的运行,而且绝大多数的运行结果都是判断自己并非是序号最小的节点,从而继续等待下一次通知,也就是很多客户端做了很多无用功。更加要命的是,在集群规模很大的情况下,这显然会对Server的性能造成影响,而且一旦同一个时间,多个客户端断开连接,服务器会向其余客户端发送大量的事件通知,这就是所谓的羊群效应!
那其实客户端的核心诉求在于判断自己是否是最小的节点,所以说每个节点的创建者其实不同关心所有节点的变更,真正需要关心的应该是比自己序号小的那个节点是否存在。
思路调整:
client调用create()方法创建“/zk-locks”节点,注意节点类型是EPHEMEREL_SEQUENTIAL;
client调用getChildren("/zk-locks", false)来获取所有已经创建的子节点,这里并不注册任何Watcher;
客户端获取到所有子节点Path后,如果发现自己在步骤1中创建的节点是所有节点中最小的,那么就认为这个客户端获取了锁;
如果在步骤3中,发现不是最小的,那么找到比自己小的那个节点,然后对其调用exist()方法注册事件监听;
之后一旦这个被关注的节点被移除,客户端会收到相应的通知,这个时候客户端需要再次调用getChildren("/zk-locks", false)来确保自己是最小的节点,然后进入步骤3;
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