分布式鎖在一組進程之間提供了一種互斥機制。在任何時刻，只有一個進程可以持有鎖。分布式鎖可以應(yīng)用于大型分布式系統(tǒng)中實現(xiàn)領(lǐng)導者選舉，在任何時間點，持有鎖的進程就是系統(tǒng)的領(lǐng)導者。

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為了使用ZooKeeper來實現(xiàn)分布式鎖服務(wù)，我們使用順序znode來為那些競爭鎖的進程強制排序。

實現(xiàn)思路很簡單：

首先指定一個作為鎖的znode，通常用它來描述被鎖定的實體，稱為/leader；

然后希望獲得鎖的客戶端創(chuàng)建一些短暫znode，作為鎖znode的子節(jié)點。

在任何時間點，順序號最小的客戶端將持有鎖。

例如，兩個客戶端差不多同時創(chuàng)建znode，分別為/leader/lock-1 和 /leader/lock-2，那么創(chuàng)建/leader/lock-1的客戶端將會持有鎖，因為它的znode順序號最小。

ZooKeeper服務(wù)是順序的仲裁者，因為它負責分配順序號。

通過刪除znode /leader/lock-1即可簡單的釋放鎖；另外，如果客戶端進程死亡，對應(yīng)的短暫znode也會被刪除。

接下來，創(chuàng)建/leader/lock-2的客戶端將持有鎖，因為它的順序號緊跟前一個。通過創(chuàng)建一個關(guān)于znode刪除的觀察，可以是客戶端在獲得鎖時得到通知。

申請獲取所得偽代碼：

1.在鎖znode下創(chuàng)建一個名為lock-的短暫順序znode，并且記住它的實際路徑名（create操作的返回值）。

2.查詢鎖znode的子節(jié)點并設(shè)置一個觀察。

3.如果步驟1中所創(chuàng)建的znode在步驟2中所返回的所有子節(jié)點中具有最小的順序號，則獲取到鎖。退出。

4.等待步驟2中所設(shè)置的觀察的通知并且轉(zhuǎn)到步驟2.

ZooKeeper中的鎖機制

加鎖：

ZooKeeper 將按照如下方式實現(xiàn)加鎖的操作：

1 ） ZooKeeper 調(diào)用 create （）方法來創(chuàng)建一個路徑格式為“ _locknode_/lock- ”的節(jié)點，此節(jié)點類型為 sequence （連續(xù)）和 ephemeral （臨時）。也就是說，創(chuàng)建的節(jié)點為臨時節(jié)點，并且所有的節(jié)點連續(xù)編號，即“ lock-i ”的格式。

2 ）在創(chuàng)建的鎖節(jié)點上調(diào)用 getChildren （）方法，來獲取鎖目錄下的最小編號節(jié)點，并且不設(shè)置 watch 。

3 ）步驟 2 中獲取的節(jié)點恰好是步驟 1 中客戶端創(chuàng)建的節(jié)點，那么此客戶端獲得此種類型的鎖，然后退出操作。

4 ）客戶端在鎖目錄上調(diào)用 exists （）方法，并且設(shè)置 watch 來監(jiān)視鎖目錄下比自己小一個的連續(xù)臨時節(jié)點的狀態(tài)。

5 ）如果監(jiān)視節(jié)點狀態(tài)發(fā)生變化，則跳轉(zhuǎn)到第 2 步，繼續(xù)進行后續(xù)的操作，直到退出鎖競爭。

解鎖：

ZooKeeper 解鎖操作非常簡單，客戶端只需要將加鎖操作步驟 1 中創(chuàng)建的臨時節(jié)點刪除即可。

羊群效應(yīng)

“羊群效應(yīng)”就是指大量客戶端收到同一事件的通知，但實際只有很少一部分需要處理這一事件。

設(shè)想當有成百上千客戶端，都在嘗試獲得鎖，每個客戶端都會在鎖上設(shè)置觀察，來捕捉節(jié)點的變化。每次鎖被釋放或另一個進程申請獲取鎖時，觀察都會被觸發(fā)并且每個客戶端都會收到一個通知，但只有一個客戶端會成功獲得鎖。這時就會造成大量的峰值流量，給zookeeper服務(wù)器造成壓力。

為了避免羊群效應(yīng)，我們需要優(yōu)化通知事件，將沒必要的觀察通知去掉，如刪除等，只有在前一個順序號的子節(jié)點消失時才需要通知下一個客戶端。

ZooKeeper帶有一個Java語言編寫的生產(chǎn)級別的鎖實現(xiàn)，名為writelock，客戶端可以很方便的使用它。

ZooKeeper官網(wǎng)關(guān)于鎖服務(wù)的介紹：

http://zookeeper.apache.org/doc/trunk/recipes.html#sc_recipes_Locks

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網(wǎng)頁標題：ZooKeeper鎖服務(wù)-創(chuàng)新互聯(lián)
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