Zookeeper 分布式锁原理

Zookeeper节点类型

• 持久节点：PERSISTENT：
  • 创建后，一直存着，直至手动删除。
• 临时节点：EPHEMERAL
  • 临时节点的生命周期和客户端会话绑定。
  • 临时节点不能创建子节点
• 特殊属性：SEQUENTIAL属性。
  • 节点被创建的时候，Zookeeper自动在节点名后的追加整数数字，由父节点维护的自增节点
  • 因此有可以划分出两类：
    • 持久顺序节点：PERSISTENT_SEQUENTIAL
    • 临时顺序节点：EPHEMERAL_SEQUENTIAL

zookeeper分布式锁的原理

        锁分：排它锁(X 锁)，共享锁(S 锁)；

        示例：/exclusive_lock/lock 该节点被定义为锁

• 排它锁(X 锁)的核心：保证当前有且只有一个事务获得锁，并且锁被释放后，所有正在等待锁的事务能被通知到。
• X锁获取过程：所有客户端通过create()创建锁，在该锁位置下创建临时节点/exclusive_lock/lock。但有且只有一个能够创建成功。该客户端获得锁，其他客户端到该节点上注册节点变更Watcher监听。
• X锁释放过程：由于是临时节点，通过2种方式释放锁
  • 当前获取锁的客户端会话失效，Zookeeper删除该临时节点
  • 正常执行完业务逻辑，客户端主动删除该临时节点
  • 当锁释放后，通知所有注册Watcher的客户端，重新开始竞争锁

 

    注：红色字体已避免"羊群效应"

• 共享锁 (S 锁)的核心：不同的事务可以同时对一个数据对象进行读取操作，而更新操作必须在当前没有事务进行读写情况下进行。

        示例：/shared_lock/[hostname]-请求类型-序列

• S锁获取过程：所有客户端在/shared_lock/该节点创建临时顺序节点。
  • 如果是读操作，创建类似/shared_lock/192.168.0.1-R-0000000001
  • 如果是写操作，创建类似/shared_lock/192.168.0.1-W-0000000001
  • getChildren()获取所有已创建的子节点信息，确定自己在该子节点所在的位置
    • 对于读操作：如果没有比自己序列小，或者所有比自己小的序列都是读操作，标明可以获取S锁，开始执行读取操作；如果碰到有比自己序列小的写操作，进入等待状态。如果进入等待状态，调用exist()对比自己小的最后一个写节点进行Watcher监视。
    • 对于写操作：如果自己不是序列中最小的，进入等待状态。如果进入等待状态，向比自己序列小的最后一个写节点注册Watcher监视。
• S锁释放过程：与X锁释放过程一致

参考资料：

《从PAXOS到ZOOKEEPER分布式一致性原理与实践》

来源：oschina

链接：https://my.oschina.net/u/1240923/blog/787812