• 基于zookeeper简单实现分布式锁

    这里利用zookeeper的EPHEMERAL_SEQUENTIAL类型节点及watcher机制，来简单实现分布式锁。

    主要思想：
    1、开启10个线程，在disLocks节点下各自创建名为sub的EPHEMERAL_SEQUENTIAL节点；
    2、获取disLocks节点下所有子节点，排序，如果自己的节点编号最小，则获取锁；
    3、否则watch排在自己前面的节点，监听到其删除后，进入第2步（重新检测排序是防止监听的节点发生连接失效，导致的节点删除情况）；
    4、删除自身sub节点，释放连接；
     
    这里插播下zookeeper的4种节点类型：
    [java] view plain copy
     
    1. public enum CreateMode {  
    2.      
    3.     /** 
    4.      * 持久节点：节点创建后，会一直存在，不会因客户端会话失效而删除； 
    5.      */  
    6.     PERSISTENT (0, false, false),  
    7.   
    8.     /** 
    9.     * 持久顺序节点：基本特性与持久节点一致，创建节点的过程中，zookeeper会在其名字后自动追加一个单调增长的数字后缀，作为新的节点名；  
    10.     */  
    11.     PERSISTENT_SEQUENTIAL (2, false, true),  
    12.   
    13.     /** 
    14.      *  临时节点：客户端会话失效或连接关闭后，该节点会被自动删除，且不能再临时节点下面创建子节点，否则报如下错：org.apache.zookeeper.KeeperException$NoChildrenForEphemeralsException； 
    15.      */  
    16.     EPHEMERAL (1, true, false),  
    17.   
    18.     /** 
    19.      * 临时顺序节点：基本特性与临时节点一致，创建节点的过程中，zookeeper会在其名字后自动追加一个单调增长的数字后缀，作为新的节点名；  
    20.      */  
    21.     EPHEMERAL_SEQUENTIAL (3, true, true);  
    22.     private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(CreateMode.class);  
    23.     private boolean ephemeral;  
    24.     private boolean sequential;  
    25.     private int flag;  
    26.     CreateMode(int flag, boolean ephemeral, boolean sequential) {  
    27.         this.flag = flag;  
    28.         this.ephemeral = ephemeral;  
    29.         this.sequential = sequential;  
    30.     }  
    31.     public boolean isEphemeral() {  
    32.         return ephemeral;  
    33.     }  
    34.     public boolean isSequential() {  
    35.         return sequential;  
    36.     }  
    37.     public int toFlag() {  
    38.         return flag;  
    39.     }  
    40.     static public CreateMode fromFlag(int flag) throws KeeperException {  
    41.         switch(flag) {  
    42.         case 0: return CreateMode.PERSISTENT;  
    43.         case 1: return CreateMode.EPHEMERAL;  
    44.         case 2: return CreateMode.PERSISTENT_SEQUENTIAL;  
    45.         case 3: return CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL ;  
    46.         default:  
    47.             LOG.error("Received an invalid flag value to convert to a CreateMode");  
    48.             throw new KeeperException.BadArgumentsException();  
    49.         }  
    50.     }  
    51. }  


    测试代码：
    [java] view plain copy
     
    1. package zookeeper;  
    2. import org.slf4j.Logger;  
    3. import org.slf4j.LoggerFactory;  
    4. import org.apache.zookeeper.*;  
    5. import org.apache.zookeeper.data.Stat;  
    6. import java.util.List;  
    7. import java.io.IOException;  
    8. import java.util.Collections;  
    9. import java.util.concurrent.CountDownLatch;  
    10.   
    11. public class DistributedLock implements Watcher{  
    12.     private int threadId;  
    13.     private ZooKeeper zk = null;  
    14.     private String selfPath;  
    15.     private String waitPath;  
    16.     private String LOG_PREFIX_OF_THREAD;  
    17.     private static final int SESSION_TIMEOUT = 10000;  
    18.     private static final String GROUP_PATH = "/disLocks";  
    19.     private static final String SUB_PATH = "/disLocks/sub";  
    20.     private static final String CONNECTION_STRING = "192.168.*.*:2181";  
    21.       
    22.     private static final int THREAD_NUM = 10;   
    23.     //确保连接zk成功；  
    24.     private CountDownLatch connectedSemaphore = new CountDownLatch(1);  
    25.     //确保所有线程运行结束；  
    26.     private static final CountDownLatch threadSemaphore = new CountDownLatch(THREAD_NUM);  
    27.     private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(AllZooKeeperWatcher.class);  
    28.     public DistributedLock(int id) {  
    29.         this.threadId = id;  
    30.         LOG_PREFIX_OF_THREAD = "【第"+threadId+"个线程】";  
    31.     }  
    32.     public static void main(String[] args) {  
    33.         for(int i=0; i < THREAD_NUM; i++){  
    34.             final int threadId = i+1;  
    35.             new Thread(){  
    36.                 @Override  
    37.                 public void run() {  
    38.                     try{  
    39.                         DistributedLock dc = new DistributedLock(threadId);  
    40.                         dc.createConnection(CONNECTION_STRING, SESSION_TIMEOUT);  
    41.                         //GROUP_PATH不存在的话，由一个线程创建即可；  
    42.                         synchronized (threadSemaphore){  
    43.                             dc.createPath(GROUP_PATH, "该节点由线程" + threadId + "创建", true);  
    44.                         }  
    45.                         dc.getLock();  
    46.                     } catch (Exception e){  
    47.                         LOG.error("【第"+threadId+"个线程】 抛出的异常：");  
    48.                         e.printStackTrace();  
    49.                     }  
    50.                 }  
    51.             }.start();  
    52.         }  
    53.         try {  
    54.             threadSemaphore.await();  
    55.             LOG.info("所有线程运行结束!");  
    56.         } catch (InterruptedException e) {  
    57.             e.printStackTrace();  
    58.         }  
    59.     }  
    60.     /** 
    61.      * 获取锁 
    62.      * @return 
    63.      */  
    64.     private void getLock() throws KeeperException, InterruptedException {  
    65.         selfPath = zk.create(SUB_PATH,null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);  
    66.         LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD+"创建锁路径:"+selfPath);  
    67.         if(checkMinPath()){  
    68.             getLockSuccess();  
    69.         }  
    70.     }  
    71.     /** 
    72.      * 创建节点 
    73.      * @param path 节点path 
    74.      * @param data 初始数据内容 
    75.      * @return 
    76.      */  
    77.     public boolean createPath( String path, String data, boolean needWatch) throws KeeperException, InterruptedException {  
    78.         if(zk.exists(path, needWatch)==null){  
    79.             LOG.info( LOG_PREFIX_OF_THREAD + "节点创建成功, Path: "  
    80.                     + this.zk.create( path,  
    81.                     data.getBytes(),  
    82.                     ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE,  
    83.                     CreateMode.PERSISTENT )  
    84.                     + ", content: " + data );  
    85.         }  
    86.         return true;  
    87.     }  
    88.     /** 
    89.      * 创建ZK连接 
    90.      * @param connectString  ZK服务器地址列表 
    91.      * @param sessionTimeout Session超时时间 
    92.      */  
    93.     public void createConnection( String connectString, int sessionTimeout ) throws IOException, InterruptedException {  
    94.             zk = new ZooKeeper( connectString, sessionTimeout, this);  
    95.             connectedSemaphore.await();  
    96.     }  
    97.     /** 
    98.      * 获取锁成功 
    99.     */  
    100.     public void getLockSuccess() throws KeeperException, InterruptedException {  
    101.         if(zk.exists(this.selfPath,false) == null){  
    102.             LOG.error(LOG_PREFIX_OF_THREAD+"本节点已不在了...");  
    103.             return;  
    104.         }  
    105.         LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD + "获取锁成功，赶紧干活！");  
    106.         Thread.sleep(2000);  
    107.         LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD + "删除本节点："+selfPath);  
    108.         zk.delete(this.selfPath, -1);  
    109.         releaseConnection();  
    110.         threadSemaphore.countDown();  
    111.     }  
    112.     /** 
    113.      * 关闭ZK连接 
    114.      */  
    115.     public void releaseConnection() {  
    116.         if ( this.zk !=null ) {  
    117.             try {  
    118.                 this.zk.close();  
    119.             } catch ( InterruptedException e ) {}  
    120.         }  
    121.         LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD + "释放连接");  
    122.     }  
    123.     /** 
    124.      * 检查自己是不是最小的节点 
    125.      * @return 
    126.      */  
    127.     public boolean checkMinPath() throws KeeperException, InterruptedException {  
    128.          List<String> subNodes = zk.getChildren(GROUP_PATH, false);  
    129.          Collections.sort(subNodes);  
    130.          int index = subNodes.indexOf( selfPath.substring(GROUP_PATH.length()+1));  
    131.          switch (index){  
    132.              case -1:{  
    133.                  LOG.error(LOG_PREFIX_OF_THREAD+"本节点已不在了..."+selfPath);  
    134.                  return false;  
    135.              }  
    136.              case 0:{  
    137.                  LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD+"子节点中，我果然是老大"+selfPath);  
    138.                  return true;  
    139.              }  
    140.              default:{  
    141.                  this.waitPath = GROUP_PATH +"/"+ subNodes.get(index - 1);  
    142.                  LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD+"获取子节点中，排在我前面的"+waitPath);  
    143.                  try{  
    144.                      zk.getData(waitPath, true, new Stat());  
    145.                      return false;  
    146.                  }catch(KeeperException e){  
    147.                      if(zk.exists(waitPath,false) == null){  
    148.                          LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD+"子节点中，排在我前面的"+waitPath+"已失踪，幸福来得太突然?");  
    149.                          return checkMinPath();  
    150.                      }else{  
    151.                          throw e;  
    152.                      }  
    153.                  }  
    154.              }  
    155.                    
    156.          }  
    157.        
    158.     }  
    159.     @Override  
    160.     public void process(WatchedEvent event) {  
    161.         if(event == null){  
    162.             return;  
    163.         }  
    164.         Event.KeeperState keeperState = event.getState();  
    165.         Event.EventType eventType = event.getType();  
    166.         if ( Event.KeeperState.SyncConnected == keeperState) {  
    167.             if ( Event.EventType.None == eventType ) {  
    168.                 LOG.info( LOG_PREFIX_OF_THREAD + "成功连接上ZK服务器" );  
    169.                 connectedSemaphore.countDown();  
    170.             }else if (event.getType() == Event.EventType.NodeDeleted && event.getPath().equals(waitPath)) {  
    171.                 LOG.info(LOG_PREFIX_OF_THREAD + "收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？");  
    172.                 try {  
    173.                     if(checkMinPath()){  
    174.                         getLockSuccess();  
    175.                     }  
    176.                 } catch (KeeperException e) {  
    177.                     e.printStackTrace();  
    178.                 } catch (InterruptedException e) {  
    179.                     e.printStackTrace();  
    180.                 }  
    181.             }  
    182.         }else if ( Event.KeeperState.Disconnected == keeperState ) {  
    183.             LOG.info( LOG_PREFIX_OF_THREAD + "与ZK服务器断开连接" );  
    184.         } else if ( Event.KeeperState.AuthFailed == keeperState ) {  
    185.             LOG.info( LOG_PREFIX_OF_THREAD + "权限检查失败" );  
    186.         } else if ( Event.KeeperState.Expired == keeperState ) {  
    187.             LOG.info( LOG_PREFIX_OF_THREAD + "会话失效" );  
    188.         }  
    189.     }  
    190. }  

    log配置文件：
    [html] view plain copy
     
    1. # DEFAULT   
    2. log4j.rootLogger=INFO,CONSOLE  
    3.   
    4. #  
    5. # Log INFO level and above messages to the console  
    6. #  
    7. log4j.appender.CONSOLE=org.apache.log4j.ConsoleAppender  
    8. log4j.appender.CONSOLE.Threshold=INFO  
    9. log4j.appender.CONSOLE.layout=org.apache.log4j.PatternLayout  
    10. log4j.appender.CONSOLE.layout.ConversionPattern=%d{ISO8601} - %m%n  
    11.   
    12.   
    13. log4j.appender.COMMONSTAT=org.apache.log4j.DailyRollingFileAppender  
    14. log4j.appender.COMMONSTAT.Threshold=INFO  
    15. log4j.appender.COMMONSTAT.File=/home/zookeeper/zookeeper-test-agent/logs/test.log  
    16. log4j.appender.COMMONSTAT.DatePattern='.'yyyy-MM-dd  
    17.   
    18. log4j.appender.COMMONSTAT.layout=org.apache.log4j.PatternLayout  
    19. log4j.appender.COMMONSTAT.layout.ConversionPattern=[%d{yyyy-MM-dd HH:mm:ss}] - %m%n  
    20.   
    21. log4j.logger.org.displaytag=WARN  
    22. log4j.logger.org.apache.zookeeper=ERROR  
    23. log4j.logger.org.springframework=WARN  
    24. log4j.logger.org.I0Itec=WARN  
    25. log4j.logger.commonStat=INFO,COMMONSTAT  

    运行结果：
    [plain] view plain copy
     
    1. 2014-11-19 11:34:10,894 - 【第9个线程】成功连接上ZK服务器  
    2. 2014-11-19 11:34:10,895 - 【第8个线程】成功连接上ZK服务器  
    3. 2014-11-19 11:34:10,894 - 【第1个线程】成功连接上ZK服务器  
    4. 2014-11-19 11:34:10,894 - 【第7个线程】成功连接上ZK服务器  
    5. 2014-11-19 11:34:10,894 - 【第4个线程】成功连接上ZK服务器  
    6. 2014-11-19 11:34:10,895 - 【第5个线程】成功连接上ZK服务器  
    7. 2014-11-19 11:34:10,896 - 【第2个线程】成功连接上ZK服务器  
    8. 2014-11-19 11:34:10,894 - 【第10个线程】成功连接上ZK服务器  
    9. 2014-11-19 11:34:10,894 - 【第3个线程】成功连接上ZK服务器  
    10. 2014-11-19 11:34:10,895 - 【第6个线程】成功连接上ZK服务器  
    11. 2014-11-19 11:34:10,910 - 【第9个线程】节点创建成功, Path: /disLocks, content: 该节点由线程9创建  
    12. 2014-11-19 11:34:10,912 - 【第9个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000000  
    13. 2014-11-19 11:34:10,917 - 【第6个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000001  
    14. 2014-11-19 11:34:10,917 - 【第9个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000000  
    15. 2014-11-19 11:34:10,921 - 【第3个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000002  
    16. 2014-11-19 11:34:10,922 - 【第6个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000000  
    17. 2014-11-19 11:34:10,923 - 【第9个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    18. 2014-11-19 11:34:10,924 - 【第10个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000003  
    19. 2014-11-19 11:34:10,924 - 【第3个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000001  
    20. 2014-11-19 11:34:10,928 - 【第10个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000002  
    21. 2014-11-19 11:34:10,929 - 【第1个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000004  
    22. 2014-11-19 11:34:10,932 - 【第5个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000005  
    23. 2014-11-19 11:34:10,935 - 【第1个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000003  
    24. 2014-11-19 11:34:10,936 - 【第2个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000006  
    25. 2014-11-19 11:34:10,936 - 【第5个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000004  
    26. 2014-11-19 11:34:10,940 - 【第4个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000007  
    27. 2014-11-19 11:34:10,941 - 【第2个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000005  
    28. 2014-11-19 11:34:10,943 - 【第8个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000008  
    29. 2014-11-19 11:34:10,944 - 【第4个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000006  
    30. 2014-11-19 11:34:10,945 - 【第7个线程】创建锁路径:/disLocks/sub0000000009  
    31. 2014-11-19 11:34:10,946 - 【第8个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000007  
    32. 2014-11-19 11:34:10,947 - 【第7个线程】获取子节点中，排在我前面的/disLocks/sub0000000008  
    33. 2014-11-19 11:34:12,923 - 【第9个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000000  
    34. 2014-11-19 11:34:12,926 - 【第6个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    35. 2014-11-19 11:34:12,928 - 【第6个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000001  
    36. 2014-11-19 11:34:12,930 - 【第9个线程】释放连接  
    37. 2014-11-19 11:34:12,930 - 【第6个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    38. 2014-11-19 11:34:14,930 - 【第6个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000001  
    39. 2014-11-19 11:34:14,937 - 【第3个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    40. 2014-11-19 11:34:14,941 - 【第3个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000002  
    41. 2014-11-19 11:34:14,943 - 【第6个线程】释放连接  
    42. 2014-11-19 11:34:14,946 - 【第3个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    43. 2014-11-19 11:34:16,946 - 【第3个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000002  
    44. 2014-11-19 11:34:16,949 - 【第10个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    45. 2014-11-19 11:34:16,951 - 【第10个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000003  
    46. 2014-11-19 11:34:16,953 - 【第3个线程】释放连接  
    47. 2014-11-19 11:34:16,953 - 【第10个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    48. 2014-11-19 11:34:18,953 - 【第10个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000003  
    49. 2014-11-19 11:34:18,957 - 【第1个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    50. 2014-11-19 11:34:18,960 - 【第10个线程】释放连接  
    51. 2014-11-19 11:34:18,961 - 【第1个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000004  
    52. 2014-11-19 11:34:18,964 - 【第1个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    53. 2014-11-19 11:34:20,964 - 【第1个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000004  
    54. 2014-11-19 11:34:20,967 - 【第5个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    55. 2014-11-19 11:34:20,969 - 【第5个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000005  
    56. 2014-11-19 11:34:20,971 - 【第1个线程】释放连接  
    57. 2014-11-19 11:34:20,971 - 【第5个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    58. 2014-11-19 11:34:22,971 - 【第5个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000005  
    59. 2014-11-19 11:34:22,974 - 【第2个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    60. 2014-11-19 11:34:22,978 - 【第2个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000006  
    61. 2014-11-19 11:34:22,979 - 【第5个线程】释放连接  
    62. 2014-11-19 11:34:22,981 - 【第2个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    63. 2014-11-19 11:34:24,981 - 【第2个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000006  
    64. 2014-11-19 11:34:24,985 - 【第4个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    65. 2014-11-19 11:34:24,989 - 【第2个线程】释放连接  
    66. 2014-11-19 11:34:24,989 - 【第4个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000007  
    67. 2014-11-19 11:34:24,995 - 【第4个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    68. 2014-11-19 11:34:26,995 - 【第4个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000007  
    69. 2014-11-19 11:34:26,998 - 【第8个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    70. 2014-11-19 11:34:27,000 - 【第8个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000008  
    71. 2014-11-19 11:34:27,004 - 【第8个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    72. 2014-11-19 11:34:27,004 - 【第4个线程】释放连接  
    73. 2014-11-19 11:34:29,004 - 【第8个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000008  
    74. 2014-11-19 11:34:29,007 - 【第7个线程】收到情报，排我前面的家伙已挂，我是不是可以出山了？  
    75. 2014-11-19 11:34:29,009 - 【第7个线程】子节点中，我果然是老大/disLocks/sub0000000009  
    76. 2014-11-19 11:34:29,010 - 【第8个线程】释放连接  
    77. 2014-11-19 11:34:29,011 - 【第7个线程】获取锁成功，赶紧干活！  
    78. 2014-11-19 11:34:31,011 - 【第7个线程】删除本节点：/disLocks/sub0000000009  
    79. 2014-11-19 11:34:31,017 - 【第7个线程】释放连接  
    80. 2014-11-19 11:34:31,017 - 所有线程运行结束!  
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