zookeeper实现分布式锁的原理及具体使用案例

zookeeper跟redis一样，也是基于内存的。

官网：

http://zookeeper.apache.org/

zookeeper是分布式系统的协调服务，提供配置管理、分布式协同、命名的中心化服务以及服务注册发现等。

zookeeper分布式锁的实现原理：

zookeeper实现分布式锁采用其提供的有序临时节点+监听来实现。临时节点只要客户端断开连接就会被删除，正好可以利用这一特性实现锁。

zookeeper是由java语言开发的。

zookeeper中的节点类型：

节点就是用于存储数据的，在zookeeper中，节点是类似于文件系统的目录的结构。

①永久节点。会进行持久化，重启不会丢失。

②临时节点。存储在内存中，不会持久化，重启服务或断开连接数据会丢失。

节点中存储的数据可以进行排序。

当节点中的数据有更新或是节点被删除时，会触发zookeeper的通知机制告知客户端，因为zookeeper一直在监听所有的节点。

领红包具体案例：

【具体业务逻辑是：先查询下数据库，判断用户的红包数据是否为空，是则插入红包数据，否则不让插入】

①引入zkclient依赖：

        <!--zookeeper客户端zkclient-->
        <!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.101tec/zkclient -->
        <dependency>
            <groupId>com.101tec</groupId>
            <artifactId>zkclient</artifactId>
            <version>0.11</version>
        </dependency>

②代码实现：

接口：

package com.zhangxueliang.demo.springbootdemo.zookeeperLock;

public interface ZookeeperLock {

    //加锁
    void lock();

    //解锁
    void unlock();


}

抽象类：

package com.zhangxueliang.demo.springbootdemo.zookeeperLock;

import org.I0Itec.zkclient.ZkClient;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * @ProjectName springbootdemo_src
 * @ClassName AbstractZookeeperLock
 * @Desicription tryLock和waitLock方法使用到了模板方法设计模式
 * @Author Zhang Xueliang
 * @Date 2020/1/13 14:19
 * @Version 1.0
 **/
public abstract class AbstractZookeeperLock implements ZookeeperLock {

    protected String lock;
    protected CountDownLatch countDownLatch;//门闩（倒计数器）

    protected String zk_address = "127.0.0.1:2181";
    protected ZkClient zkClient = new ZkClient(zk_address);

    /**
     * 加锁
     */
    @Override
    public final void lock() {
        //尝试获取锁
        if (tryLock()){
            //已经拿到锁
            System.out.println("获取锁成功。。。");
        }else {
            //尝试获取锁未成功，等待获取锁，阻塞，如果此处已经不阻塞了，那么可以继续往下执行代码
            waitLock();
            //上面的阻塞结束了，那么我可以继续获取锁，递归一下
        }
    }

    /**
     * 释放锁
     */
    @Override
    public final void unlock() {
        //关闭连接就解锁了
        if(zkClient!=null){
            zkClient.close();//此处也可以使用zkClient.delete(临时节点)来实现解锁
            System.out.println("解锁成功。。。");
        }

    }

    //尝试获取锁
    protected abstract boolean tryLock();

    //等待获取锁
    protected abstract void waitLock();
}

锁实现类：

package com.zhangxueliang.demo.springbootdemo.zookeeperLock;

import org.I0Itec.zkclient.IZkDataListener;

import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * @ProjectName springbootdemo_src
 * @ClassName ZookeeperDistributedLock
 * @Desicription TODO
 * @Author Zhang Xueliang
 * @Date 2020/1/13 14:32
 * @Version 1.0
 **/
public class ZookeeperDistributedLock extends AbstractZookeeperLock {

    public ZookeeperDistributedLock(String lockName){
        lock=lockName;
    }

    /**
     * 尝试获取锁
     * @return
     */
    @Override
    protected boolean tryLock() {
        try {
            //创建一个临时节点
            zkClient.createEphemeral(lock);
            return true;
        }catch (Exception e){
            return false;
        }
    }

    /**
     * 等待获取锁
     */
    @Override
    protected void waitLock() {
        //如果已经有线程创建了临时节点，那么其他线程就只能等待，不能再创建该临时节点
        //此时我就监听（就是订阅数据的改变）你这个临时节点，如果该节点被删除了我就等待结束，就又可以创建临时节点

        //1.订阅数据改变，就是指定监听参数中所指定的那个节点
        IZkDataListener listener = new IZkDataListener() {
            //监听改变
            @Override
            public void handleDataChange(String s, Object o) throws Exception {

            }

            //监听删除
            @Override
            public void handleDataDeleted(String s) throws Exception {
                if (countDownLatch!=null){
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }
        };
        zkClient.unsubscribeDataChanges(lock, listener);

        //2.判断锁的节点是否存在
        if (zkClient.exists(lock)){
             countDownLatch = new CountDownLatch(1);
            try {
                //当计数器从1变成0之后，等待就会结束了
                countDownLatch.await();
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }

        //3.取消订阅
        zkClient.unsubscribeDataChanges(lock,listener);
    }
    
}

zookeeper分布式锁代码测试：

    //测试
    public static void main(String[] args) {
        ZookeeperDistributedLock zookeeperDistributedLock = new ZookeeperDistributedLock("/addRedPacket");//一定要带/ 不然节点添加不成功
        try{
            zookeeperDistributedLock.lock();
            //TODO 具体要锁住的业务代码
            //查询用户是否已经领过红包
            //添加红包给用户
        }finally {
            zookeeperDistributedLock.unlock();
        }
    }

测试时需要将zoo_sample.cfg配置文件中的zookeeper最大连接数调大些：