Curator框架实现ZooKeeper分布式锁

排他锁（X）

这里主要讲讲分布式锁中的排他锁。排他锁（Exclusive Locks，简称X锁），又称为写锁或独占锁，是一种基本的锁类型。如果事务T1对数据对象O1加上了排他锁，那么在整个加锁期间，只允许T1对O1进行数据的读取和更新操作，其它任何事务都不能对O1进行任何类型的操作，直道T1释放了排他锁。

定义锁

在ZooKeeper中，可以通过在ZooKeeper中创建一个数据节点来表示一个锁。比如，/exclusive_lock/lock节点（znode）就可以表示为一个锁。

获取锁

在需要获取排他锁时，所有的客户端都会试图通过create()接口，在/exclusive_lock节点下创建临时的子节点/exclusive_lock/lock，但ZooKeeper的强一致性最终只会保证仅有一个客户单能创建成功，那么就认为该客户端获取了锁。同时，所有没有获取锁的客户端事务只能处于等待状态，这些处于等待状态的客户端事先可以在/exclusive_lock节点上注册一个子节点变更的Watcher监听，以便实时监听到子节点的变更情况。

释放锁

在“定义锁”部分，我们已经提到/exclusive_lock/lock是一个临时节点，因此在以下两种情况下可能释放锁。

• 当前获取锁的客户端发生宕机，那么ZooKeeper服务器上保存的临时性节点就会被删除；
• 正常执行完业务逻辑后，由客户端主动来将自己创建的临时节点删除。

无论什么情况下，临时节点/exclusive_lock/lock被移除，ZooKeeper都会通知在/exclusive_lock注册了子节点变更Watcher监听的客户端。这些客户端在接收到通知以后就会再次发起获取锁的操作，即重复“获取锁”过程。排他锁流程如下：

下面的代码（java）演示了使用Curator框架来实现ZooKeeper分布式锁

import java.util.concurrent.TimeUnit;
import lombok.Cleanup;
import lombok.SneakyThrows;
import org.apache.curator.RetryPolicy;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMutex;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;

public class ZkLock {

  @SneakyThrows
  public static void main(String[] args) {

    final String connectString = "localhost:2181,localhost:2182,localhost:2183";

    // 重试策略，初始化每次重试之间需要等待的时间，基准等待时间为1秒。
    RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);

    // 使用默认的会话时间（60秒）和连接超时时间（15秒）来创建 Zookeeper 客户端
    @Cleanup CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder().
        connectString(connectString).
        connectionTimeoutMs(15 * 1000).
        sessionTimeoutMs(60 * 100).
        retryPolicy(retryPolicy).
        build();

    // 启动客户端
    client.start();

    final String lockNode = "/lock_node";
    InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, lockNode);
    try {
      // 1. Acquire the mutex - blocking until it's available.
      lock.acquire();

      // OR

      // 2. Acquire the mutex - blocks until it's available or the given time expires.
      if (lock.acquire(60, TimeUnit.MINUTES)) {
        Stat stat = client.checkExists().forPath(lockNode);
        if (null != stat){
          // Dot the transaction
        }
      }
    } finally {
      if (lock.isAcquiredInThisProcess()) {
        lock.release();
      }
    }
  }

}

maven引用

<!--curator这个开源项目提供zookeeper分布式锁实现-->
<dependency>
  <groupId>org.apache.curator</groupId>
  <artifactId>curator-recipes</artifactId>
  <version>2.8.0</version>
</dependency>