Zookeeper实现分布式锁的分析和理解

Zookeeper实现分布式锁

创建临时顺序节点执行create -e -s /znode即可实现分布式锁。

zk中锁的分类

• 读锁（读锁共享）：大家都可以读。上锁前提：之前的锁没有写锁
• 写锁（写锁排他）：只有得到写锁的才能写。上锁前提：之前没有任何锁

zk的读锁

• 创建一个临时序号节点，节点的数据是read，表示是读锁
• 获取当前zk中序号比自己小的所有节点
• 判断最小节点是否是读锁
  • 如果不是读锁的话，则上锁失败，为最小节点设置监听。阻塞等待，zk的watch机制会当最小节点发生变化时通知当前节点，再执行第二步的流程
  • 如果是读锁的话，则上锁成功。

zk的写锁

• 创建一个临时序号节点，节点的数据是write，表示写锁
• 获取zk中所有的子节点
• 判断自己是否是最小的节点：
  • 如果是，则上写锁成功
  • 如果不是，说明前面还有锁，则上锁失败，监听最小节点，如果最小节点有变化，则再执行第二步。

羊群效应

如果有大量的节点都想实现写锁，且最小节点已经实现了锁，那么会有大量节点监听zk中的最小节点，会造成大量节点的并发访问，对zk的压力非常大–羊群效应。

解决方法：将上述的获取写锁的方式，调整为链式监听。

有点类似于 juc 里的写锁获取的方式

Zookeeper中的Watch机制

使用 get -w /znode 参数，可以监听一次 znode 节点的变化，类似于把 Watch注册成了znode 的触发器。当调用create，delete或set时，会触发 znode 上的注册的对应事件，请求 Watch 的客户端就会收到异步通知。

只能监听到当前节点的变化，不能监听到当前节点的子节点的变化

客户端使用了 NIO 通信模式监听服务的调用。

Watch机制的特点

1. 一次性
   无论是服务端还是客户端，一旦一个 Watcher 被 触 发 ，Zookeeper 都会将其从相应的存储中移除。这样的设计有效的减轻了服务端的压力

2. 轻量

   • Watcher 通知只会告诉客户端发生了事件变化，而不会说明事件的具体内容。
   • 客户端向服务端注册 Watcher 的时候，并不会把客户端真实的 Watcher 对象实体传递到服务端，仅仅是在客户端请求中使用 boolean 类型属性进行了标记。

3. 异步
   Watch 机制被触发后，另一端异步的发送事件的变化。

   由于网络延迟或其他因素导致客户端在不同的时刻监听到事件变化，zookeeper只能保证最终的一致性，而无法保证强一致性。