Zookeeper应用之——栅栏（barrier）
栅栏（barrier）简介
barrier的作用是所有的线程等待，知道某一时刻，锁释放，所有的线程同时执行。举一个生动的例子，比如跑步比赛，所有 运动员都要在起跑线上等待，直到枪声响后，所有运动员同时起跑，冲向终点。在这个例子中，所有的运动员就是所有的线程， 枪声是所有线程的共享锁，枪声一响，锁释放，所有线程同时执行。
java的concurrent包中已经为我们提供了barrier的实现，它叫做CyclicBarrier。但是它只能在一个java进程中提供barrier， 在分布式、集群的情况下，java是不能提供barrier的。在分布式、集群的环境下，我们需要借助外部工具实现barrier，今天我们 介绍使用zookeeper实现barrier。
Zookeeper实现Barrier的方式
Zookeeper的安装，无论是集群还是单点，请参阅其他文档，这里不再赘述了。Zookeeper的基本概念，如：节点、临时节点、 树结构、观察器（watcher）等请参阅上一篇文章，这里也不细讲。
我们通过在Zookeeper设置栅栏节点实现Barrier，节点的名字我们叫做/zookeeper/barrier，具体的逻辑如下：
- 客户端在Barrier节点上调用exists()方法，并设置观察器
- 如果Barrier节点不存在，则线程继续执行
- 如果Barrier节点存在，则线程等待，直到触发观察器事件，并且事件是Barrier节点消失的事件，唤起线程
具体程序实现
首先连接Zookeeper，创建Barrier节点，如下：
[root@vultr ~]# /opt/zookeeper-3.5.4-beta/bin/zkCli.sh -server localhost:2181 [zk: localhost:2181(CONNECTED) 1] create /zookeeper/barrier Created /zookeeper/barrier
然后我们创建类BarrierExample，如下：
public class BarrierExample implements Runnable,Watcher {
private ZooKeeper zk;
/**
* 构造函数
* @param address zookeeper地址
*/
public BarrierExample(String address){
try {
this.zk = new ZooKeeper(address,3000,this);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
this.zk = null;
}
}
@Override
public void run() {
try {
//监听Barrier节点，并设置观察器
Stat stat = zk.exists("/zookeeper/barrier", true);
//Barrier节点存在，线程等待
if (stat!=null){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"——barrier节点存在，线程等待");
synchronized (this){
this.wait();
}
}
//模拟业务代码
businessCode();
} catch (KeeperException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 模拟业务代码
*/
private void businessCode() {
try {
Thread.sleep(2000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"——执行业务逻辑耗时：2s");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
/**
* 观察器
* @param event
*/
@Override
public void process(WatchedEvent event) {
//不是节点删除事件，返回
if (event.getType() != Event.EventType.NodeDeleted) return;
try {
//查看Barrier节点是否存在
Stat stat = zk.exists("/zookeeper/barrier", true);
//Barrier节点消失，唤起所有等待线程
if (stat==null){
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"——barrier节点消失，唤起所有线程");
synchronized (this) {
this.notify();
}
}
} catch (KeeperException e) {
e.printStackTrace();
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
BarrierExample实现了Runnable和Watcher接口，线程开始时，会调用run()方法，发现Barrier节点存在，线程等待。 然后我们将Barrier节点删除，触发Watch事件，发现Barrier节点已消失，唤起等待的线程。接下来，创建主函数类：
public class Application {
public static void main(String[] args) {
//设置log级别为Error
setLog();
//创建5个线程
ExecutorService es = Executors.newFixedThreadPool(5);
for (int i=0;i<5;i++){
//执行BarrierExample
es.execute(new BarrierExample("149.28.37.147:2181"));
}
es.shutdown();
System.out.println("主线程完成！");
}
/**
* 设置log级别为Error
*/
public static void setLog(){
//1.logback
LoggerContext loggerContext = (LoggerContext) LoggerFactory.getILoggerFactory();
//获取应用中的所有logger实例
List<Logger> loggerList = loggerContext.getLoggerList();
//遍历更改每个logger实例的级别,可以通过http请求传递参数进行动态配置
for (ch.qos.logback.classic.Logger logger:loggerList){
logger.setLevel(Level.toLevel("ERROR"));
}
}
}
我们创建了5个线程，发现Barrier节点，等待，具体执行如下：
运行main()函数，后台打印结果如下：
主线程完成！ pool-1-thread-1——barrier节点存在，线程等待 pool-1-thread-5——barrier节点存在，线程等待 pool-1-thread-2——barrier节点存在，线程等待 pool-1-thread-4——barrier节点存在，线程等待 pool-1-thread-3——barrier节点存在，线程等待
然后我们将Barrier节点删除：
[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] delete /zookeeper/barrier
Barrier节点消失，唤起所有等待线程，后台打印结果如下：
main-EventThread——barrier节点消失，唤起所有线程 main-EventThread——barrier节点消失，唤起所有线程 main-EventThread——barrier节点消失，唤起所有线程 main-EventThread——barrier节点消失，唤起所有线程 main-EventThread——barrier节点消失，唤起所有线程 pool-1-thread-2——执行业务逻辑耗时：2s pool-1-thread-1——执行业务逻辑耗时：2s pool-1-thread-5——执行业务逻辑耗时：2s pool-1-thread-3——执行业务逻辑耗时：2s pool-1-thread-4——执行业务逻辑耗时：2s
Zookeeper的Barrier实现就介绍完了，以后我们还会介绍Zookeeper的其他应用。