基于zookeeper实现的分布式锁

2011-01-27 • 技术 • 7 条评论 • jiacheo •14,941 阅读

A distributed lock base on zookeeper.

zookeeper是hadoop下面的一个子项目, 用来协调跟hadoop相关的一些分布式的框架, 如hadoop, hive, pig等, 其实他们都是动物, 所以叫zookeeper(本人歪歪).

zookeeper其实是集群中每个节点都维护着一棵相同的树, 树的结构跟linux的目录结构的概念差不多, 以/为跟节点, 下边可以扩展任意的节点和叶子节点, 每个节点都可以写入数据. 基于zookeeper的分布式锁的实现, 其实是得益于zookeeper同步文件的强大性, 我们相信每时每刻我们访问zookeeper的树时, 相同节点返回的数据都是一致的. 这要靠zookeeper内部的一些算法来实现. 特别是leader的选举算法, 这里就不说了, 感兴趣的话可以去搜索一下看看.

我们知道了zookeeper集群的每个节点的数据都是一致的, 那么我们可以通过这些节点来作为锁的标志.

首先给锁设置一下API, 至少要包含, lock(锁住), unlock(解锁), isLocked(是否锁住)三个方法



然后我们可以创建一个工厂(LockFactory), 用来专门生产锁.

锁的创建过程如下描述:

前提:每个锁都需要一个路径来指定(如:/jiacheo/lock)

1.根据指定的路径, 查找zookeeper集群下的这个节点是否存在.(说明已经有锁了)

2. 如果存在, 根据查询者的一些特征数据(如ip地址/hostname), 当前的锁是不是查询者的

3. 如果不是查询者的锁, 则返回null, 说明创建锁失败

4. 如果是查询者的锁, 则把这个锁返回给查询者

5. 如果这个节点不存在, 说明当前没有锁, 那么创建一个临时节点, 并将查询者的特征信息写入这个节点的数据中, 然后返回这个锁.

根据以上5部, 一个分布式的锁就可以创建了.

创建的锁有三种状态:

1. 创建失败(null), 说明该锁被其他查询者使用了.'

2. 创建成功, 但当前没有锁住(unlocked), 可以使用

3. 创建成功, 但当前已经锁住(locked)了, 不能继续加锁.

如图, 如果我们getLock("/jiacheo/lock1","192.168.0.100"), 想要获取/jiacheo/lock1这个锁的话, 我们先判断这个节点是否存在, 存在的话获取他的数据(data), 然后通过解析data, 我们可以知道这个节点是不是我们查询者创建的(通过ip地址写入节点数据中), 然后就可以返回一个锁了.

具体的java实现(implementation)代码如下:

1. Lock.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
package org.jiacheo.zkdl.lock;
 
import java.net.InetAddress;
import java.net.UnknownHostException;
 
import org.apache.zookeeper.KeeperException;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
 
/**
 * 类名：<b>Lock</b> <br/>
 * <p>
 * 类描述：
 * </p>
 * 创建人：jiacheo <br/>
 * 创建时间：2011-1-27 上午01:30:25  <br/> 
 * @version 2011-1-27 
 *
 */
public class Lock {
    private String path;
    private ZooKeeper zooKeeper;
    public Lock(String path){
        this.path = path;
    }
     
    /**
     * <p>
     * 方法描述: 上锁 lock it
     * </p>
     * 创建人：jiacheo <br/>
     * 创建时间：2011-1-27 上午01:30:50  <br/>
     * @throws Exception
     */
    public synchronized void lock() throws Exception{
        Stat stat = zooKeeper.exists(path, true);
        String data = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()+":lock";
        zooKeeper.setData(path, data.getBytes(), stat.getVersion());
    }
     
    /**
     * <p>
     * 方法描述：开锁 unlock it
     * </p>
     * 创建人：jiacheo <br/>
     * 创建时间：2011-1-27 上午01:31:20  <br/>
     * @throws Exception
     */
    public synchronized void unLock() throws Exception{
        Stat stat = zooKeeper.exists(path, true);
        String data = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()+":unlock";
        zooKeeper.setData(path, data.getBytes(), stat.getVersion());
    }
     
    /**
     * <p>
     * 方法描述：是否锁住了, isLocked?
     * </p>
     * 创建人：jiacheo <br/>
     * 创建时间：2011-1-27 上午01:31:43  <br/>
     * @return
     */
    public synchronized boolean isLock(){
        try {
            Stat stat = zooKeeper.exists(path, true);
            String data = InetAddress.getLocalHost().getHostAddress()+":lock";
            String nodeData = new String(zooKeeper.getData(path, true, stat));
            if(data.equals(nodeData)){
//              lock = true;
                return true;
            }
        } catch (UnknownHostException e) {
            // ignore it
        } catch (KeeperException e) {
            //TODO use log system and throw a new exception
        } catch (InterruptedException e) {
            // TODO use log system and throw a new exception
        }
        return false;
    }
 
    public String getPath() {
        return path;
    }
 
    public void setPath(String path) {
        this.path = path;
    }
 
    public void setZooKeeper(ZooKeeper zooKeeper) {
        this.zooKeeper = zooKeeper;
    }
     
     
}

2.LockFactory.java

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
package org.jiacheo.zkdl.lock;
 
import java.io.IOException;
import java.net.InetAddress;
import java.util.Collections;
 
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.WatchedEvent;
import org.apache.zookeeper.Watcher;
import org.apache.zookeeper.ZooKeeper;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Ids;
import org.apache.zookeeper.ZooDefs.Perms;
import org.apache.zookeeper.data.ACL;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
 
public class LockFactory {
     
    public static final ZooKeeper DEFAULT_ZOOKEEPER = getDefaultZookeeper();
    //data格式:  ip:stat  如: 10.232.35.70:lock 10.232.35.70:unlock
    public static synchronized Lock getLock(String path,String ip) throws Exception{
        if(DEFAULT_ZOOKEEPER != null){
            Stat stat = null;
            try{
                stat = DEFAULT_ZOOKEEPER.exists(path, true);
            }catch (Exception e) {
                // TODO: use log system and throw new exception
            }
            if(stat!=null){
                byte[] data = DEFAULT_ZOOKEEPER.getData(path, null, stat);
                String dataStr = new String(data);
                String[] ipv = dataStr.split(":");
                if(ip.equals(ipv[0])){
                    Lock lock = new Lock(path);
                    lock.setZooKeeper(DEFAULT_ZOOKEEPER);
                    return lock;
                }
                //is not your lock, return null
                else{
                    return null;
                }
            }
            //no lock created yet, you can get it
            else{
                createZnode(path);
                Lock lock = new Lock(path);
                lock.setZooKeeper(DEFAULT_ZOOKEEPER);
                return lock;
            }
        }
        return null;
    }
     
    private static ZooKeeper getDefaultZookeeper() {
        try {
            ZooKeeper zooKeeper = new ZooKeeper("10.232.35.72", 10*1000, new Watcher(){
                public void process(WatchedEvent event) {
                    //节点的事件处理. you can do something when the node's data change
//                  System.out.println("event " + event.getType() + " has happened!");
                }
            });
            return zooKeeper;
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return null;
    }
 
    private static void createZnode(String path) throws Exception{
         
        if(DEFAULT_ZOOKEEPER!=null){
            InetAddress address = InetAddress.getLocalHost();
            String data = address.getHostAddress()+":unlock";
            DEFAULT_ZOOKEEPER.create(path, data.getBytes(),Collections.singletonList(new ACL(Perms.ALL,Ids.ANYONE_ID_UNSAFE)) , CreateMode.EPHEMERAL);
        }
    }
}

基于zookeeper实现的分布式锁的更多相关文章

  1. 基于Zookeeper实现多进程分布式锁

    一.zookeeper简介及基本操作 Zookeeper 并不是用来专门存储数据的,它的作用主要是用来维护和监控你存储的数据的状态变化.当对目录节点监控状态打开时,一旦目录节点的状态发生变化,Watc ...

  2. 基于zookeeper实现高性能分布式锁

    实现原理:利用zookeeper的持久性节点和Watcher机制 具体步骤: 1.创建持久性节点 zkLock 2.在此父节点下创建子节点列表,name按顺序定义 3.Java程序获取该节点下的所有顺 ...

  3. 基于zookeeper简单实现分布式锁

    https://blog.csdn.net/desilting/article/details/41280869 这里利用zookeeper的EPHEMERAL_SEQUENTIAL类型节点及watc ...

  4. 基于Zookeeper实现的分布式互斥锁 - InterProcessMutex

    Curator是ZooKeeper的一个客户端框架,其中封装了分布式互斥锁的实现,最为常用的是InterProcessMutex,本文将对其进行代码剖析 简介 InterProcessMutex基于Z ...

  5. 基于数据库、redis和zookeeper实现的分布式锁

    基于数据库 基于数据库(MySQL)的方案,一般分为3类:基于表记录.乐观锁和悲观锁 基于表记录 用表主键或表字段加唯一性索引便可实现,如下: CREATE TABLE `database_lock` ...

  6. java使用zookeeper实现的分布式锁示例

    java使用zookeeper实现的分布式锁示例 作者: 字体:[增加 减小] 类型:转载 时间:2014-05-07我要评论 这篇文章主要介绍了java使用zookeeper实现的分布式锁示例,需要 ...

  7. 基于redis实现的分布式锁

    基于redis实现的分布式锁 我们知道,在多线程环境中,锁是实现共享资源互斥访问的重要机制,以保证任何时刻只有一个线程在访问共享资源.锁的基本原理是:用一个状态值表示锁,对锁的占用和释放通过状态值来标 ...

  8. 如何用Zookeeper来实现分布式锁?

    什么是Zookeeper临时顺序节点? 例如 : / 动物 植物 猫 仓鼠 荷花 松树 Zookeeper的数据存储结构就像一棵树,这棵树由节点组成,这种节点叫做Zonde.# Znode分为四种类型 ...

  9. ZooKeeper 笔记(6) 分布式锁

    目前分布式锁,比较成熟.主流的方案有基于redis及基于zookeeper的二种方案. 大体来讲,基于redis的分布式锁核心指令为SETNX,即如果目标key存在,写入缓存失败返回0,反之如果目标k ...

随机推荐

  1. wc---计算字数。

    Linux wc命令用于计算字数. 利用wc指令我们可以计算文件的Byte数.字数.或是列数,若不指定文件名称.或是所给予的文件名为"-",则wc指令会从标准输入设备读取数据. 语 ...

  2. 【Codeforces Round #424 (Div. 2) B】Keyboard Layouts

    [Link]:http://codeforces.com/contest/831/problem/B [Description] 两个键盘的字母的位置不一样; 数字键的位置一样; 告诉你第一个键盘按某 ...

  3. HDU——T 1251 统计难题

    http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=1251 Time Limit: 4000/2000 MS (Java/Others)    Memory Limi ...

  4. 洛谷 P2913 [USACO08OCT]车轮旋转Wheel Rotation

    P2913 [USACO08OCT]车轮旋转Wheel Rotation 题目描述 Farmer John has an old-time thresher (wheat harvester) tha ...

  5. final使用方法

     final的作用随着所修饰的类型而不同 1.final修饰类中的属性或者变量 不管属性是基本类型还是引用类型.final所起的作用都是变量里面存放的"值"不能变. 这个值,对 ...

  6. 动态规划 LCS，LIS

    1.最大连续子序列 dp[i]=max(dp[i-1]+a[i],a[i]) 以i为结尾 2.最大不连续子序列 dp[i]=max(dp[j]+a[i],dp[j]) 3.最大连续递增子序列 if a ...

  7. Android 给图片 加边框

    图片处理时,有时需要为图片加一些边框,下面介绍一种为图片添加简单边框的方法. 基本思路是:将边框图片裁剪成八张小图片(图片大小最好一致,不然后面处理会很麻烦),分别对应左上角,左边,左下角,下边,右下 ...

  8. Mvc异步

    <h3>MVC 自带的yibu请求</h3> <%-- 1.要执行的方法,2.控制器,3.Ajax操作--%> <%using (Ajax.BeginForm ...

  9. Gym 100952 B. New Job

    B. New Job time limit per test 1 second memory limit per test 64 megabytes input standard input outp ...

  10. iptables-save && iptables-restore iptables规则保存于还原

    iptables-save命令用于将linux内核中的iptables表导出到标准输出设备商,通常,使用shell中I/O重定向功能将其输出保存到指定文件中. 语法 -t:指定要保存的表的名称. 实例 ...