[ZooKeeper.net] 3 ZooKeeper的分布式锁
基于ZooKeeper的分布式锁
ZooKeeper 里实现分布式锁的基本逻辑：
1.zookeeper中创建一个根节点（Locks），用于后续各个客户端的锁操作。
2.想要获取锁的client都在Locks中创建一个自增序的子节点，每个client得到一个序号，如果自己的序号是最小的则获得锁。
3.如果没有得到锁，就监控排在自己前面的序号节点，并且设置默认时间，等待它的释放。
4.业务操作后释放锁,然后监控自己的节点的client就被唤醒得到锁。(例如client A需要释放锁，只需要把对应的节点1删除掉，因为client B已经关注了节点1，那么当节点1被删除后，zookeeper就会通知client B：你是序号最小的了，可以获取锁了)
释放锁的过程相对比较简单，就是删除自己创建的那个子节点即可。
解决方案目录：
Demo1 Demo2为测试场景
ZooKeepr_Lock为锁操作代码
下面贴一下代码看看
1 public class ZooKeeprDistributedLock : IWatcher
2 {
3 /// <summary>
4 /// zk链接字符串
5 /// </summary>
6 private String connectString = "127.0.0.1:2181";
7 private ZooKeeper zk;
8 private string root = "/locks"; //根
9 private string lockName; //竞争资源的标志
10 private string waitNode; //等待前一个锁
11 private string myZnode; //当前锁
12 private AutoResetEvent autoevent;
13 private TimeSpan sessionTimeout = TimeSpan.FromMilliseconds(50000);
14 private IList<Exception> exception = new List<Exception>();
15
16 /// <summary>
17 /// 创建分布式锁
18 /// </summary>
19 /// <param name="lockName">竞争资源标志,lockName中不能包含单词lock</param>
20 public ZooKeeprDistributedLock(string lockName)
21 {
22 this.lockName = lockName;
23 // 创建一个与服务器的连接
24 try
25 {
26 zk = new ZooKeeper(connectString, sessionTimeout, this);
27 Stopwatch sw = new Stopwatch();
28 sw.Start();
29 while (true)
30 {
31 if (zk.State == States.CONNECTING) { break; }
32 if (zk.State == States.CONNECTED) { break; }
33 }
34 sw.Stop();
35 TimeSpan ts2 = sw.Elapsed;
36 Console.WriteLine("zoo连接总共花费{0}ms.", ts2.TotalMilliseconds);
37
38 var stat = zk.Exists(root, false);
39 if (stat == null)
40 {
41 // 创建根节点
42 zk.Create(root, new byte[0], Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.Persistent);
43 }
44 }
45 catch (KeeperException e)
46 {
47 throw e;
48 }
49 }
50
51 /// <summary>
52 /// zookeeper节点的监视器
53 /// </summary>
54 public virtual void Process(WatchedEvent @event)
55
56 {
57 if (this.autoevent != null)
58 {
59 //将事件状态设置为终止状态，允许一个或多个等待线程继续；如果该操作成功，则返回true；否则，返回false
60 this.autoevent.Set();
61 }
62 }
63
64 public virtual bool tryLock()
65 {
66 try
67 {
68 string splitStr = "_lock_";
69 if (lockName.Contains(splitStr))
70 {
71 //throw new LockException("lockName can not contains \u000B");
72 }
73 //创建临时子节点
74 myZnode = zk.Create(root + "/" + lockName + splitStr, new byte[0], Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EphemeralSequential);
75 Console.WriteLine(myZnode + " 创建完成！ ");
76 //取出所有子节点
77 IList<string> subNodes = zk.GetChildren(root, false).ToList<string>();
78 //取出所有lockName的锁
79 IList<string> lockObjNodes = new List<string>();
80 foreach (string node in subNodes)
81 {
82 if (node.StartsWith(lockName))
83 {
84 lockObjNodes.Add(node);
85 }
86 }
87 Array alockObjNodes = lockObjNodes.ToArray();
88 Array.Sort(alockObjNodes);
89 Console.WriteLine(myZnode + "==" + lockObjNodes[0]);
90 if (myZnode.Equals(root + "/" + lockObjNodes[0]))
91 {
92 //如果是最小的节点,则表示取得锁
93 Console.WriteLine(myZnode + " 获取锁成功！ ");
94 return true;
95 }
96 //如果不是最小的节点，找到比自己小1的节点
97 string subMyZnode = myZnode.Substring(myZnode.LastIndexOf("/", StringComparison.Ordinal) + 1);
98 waitNode = lockObjNodes[Array.BinarySearch(alockObjNodes, subMyZnode) - 1];
99 }
100 catch (KeeperException e)
101 {
102 throw e;
103 }
104 return false;
105 }
106
107
108 public virtual bool tryLock(TimeSpan time)
109 {
110 try
111 {
112 if (this.tryLock())
113 {
114 return true;
115 }
116 return waitForLock(waitNode, time);
117 }
118 catch (KeeperException e)
119 {
120 throw e;
121 }
122 }
123
124 /// <summary>
125 /// 等待锁
126 /// </summary>
127 /// <param name="lower">需等待的锁节点</param>
128 /// <param name="waitTime">等待时间</param>
129 /// <returns></returns>
130 private bool waitForLock(string lower, TimeSpan waitTime)
131 {
132 var stat = zk.Exists(root + "/" + lower, true);
133 //判断比自己小一个数的节点是否存在,如果不存在则无需等待锁,同时注册监听
134 if (stat != null)
135 {
136 Console.WriteLine("Thread " + System.Threading.Thread.CurrentThread.Name + " waiting for " + root + "/" + lower);
137 autoevent = new AutoResetEvent(false);
138 //阻止当前线程，直到当前实例收到信号，使用 TimeSpan 度量时间间隔并指定是否在等待之前退出同步域
139 bool r = autoevent.WaitOne(waitTime);
140 autoevent.Dispose();
141 autoevent = null;
142 return r;
143 }
144 else return true;
145 }
146
147 /// <summary>
148 /// 解除锁
149 /// </summary>
150 public virtual void unlock()
151 {
152 try
153 {
154 Console.WriteLine("unlock " + myZnode);
155 zk.Delete(myZnode, -1);
156 myZnode = null;
157 zk.Dispose();
158 }
159 catch (KeeperException e)
160 {
161 throw e;
162 }
163 }
164 }
然后先看demo2 : 当前获取到锁以后 释放锁的操作被阻塞 然后运行demo1 进行测试
int count = 1;//库存 商品编号1079233
if (count == 1)
{
ZooKeeprDistributedLock zklock = new ZooKeeprDistributedLock("Getorder_Pid1079233");
//创建锁
if (zklock.tryLock(TimeSpan.FromMilliseconds(50000)))
{
Console.WriteLine("Demo2创建订单成功！");
}
else { Console.WriteLine("Demo2创建订单失败了！"); }
Thread.Sleep(30000);//对操作释放锁进行阻塞
Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd HH:mm:ss")); //要进行释放锁的操作时间 主要测试当前锁释放后 Demo1的节点监控是否唤起
zklock.unlock();//释放锁
Console.ReadKey();
}
demo1：demo1会对排在前面的节点进行监控 当demo2释放锁后 demo1获取锁 demo1创建订单与释放锁之间打印了操作时间
可以跟demo2进行释放锁的时间进行对比下
int count = 1;//库存 商品编号1079233
if (count == 1)
{
ZooKeeprDistributedLock zklock = new ZooKeeprDistributedLock("Getorder_Pid1079233");
if (zklock.tryLock(TimeSpan.FromMilliseconds(50000)))
{
Console.WriteLine("Demo1创建订单成功！");
}
else
{
Console.WriteLine("Demo1创建订单失败了！");
}
Console.WriteLine(DateTime.Now.ToString("yyyyMMdd HH:mm:ss"));
zklock.unlock();
Console.ReadKey();
}
这里是我运行后的结果,只精确到秒，可以看到demo2释放锁后，demo1的AutoResetEvent立即被阻断了然后demo1也就获得了锁！
场景二：将demo1的监听注释后，demo2未释放锁，demo1创建订单失败
//if (zklock.tryLock(TimeSpan.FromMilliseconds(50000)))
if (zklock.tryLock())
有关此篇一些图片及内容借鉴了几位园友的博文，在此感谢！