Zookeeper实现分布式锁原理

Zookeeper实现分布式锁原理

zookeeper的数据存储结构是一种树状结构，其有节点（Znode）组成，要实现分布式锁，先了解一下Znode的几种类型：持久节点、持久顺序节点、临时节点、临时顺序节点

1、持久节点

默认的节点类型。创建节点的客户端与zookeeper断开连接后，该节点依旧存在 。

2、持久顺序节点

在创建节点时，Zookeeper根据创建的时间顺序给该节点名称进行编号

3、临时节点

和持久节点相反，当创建节点的客户端与zookeeper断开连接后，临时节点会被删除。

4、临时顺序节点

临时顺序节点结合临时节点和顺序节点的特点：在创建节点时，Zookeeper根据创建的时间顺序给节点名称进行编号；当创建节点的客户端与Zookeeper断开连接后，临时节点会被删除。

实现分布式锁的原理

其应用了临时顺序节点的特性

获取锁步骤如下：

1. 先创建一个持久节点LOCK，所有要获得锁的Client，需要在LOCK节点上创建一个临时顺序节点。例如：Client1要获取锁，需要在LOCK上创建一个临时顺序节点ZLock1；Client1查找Lock下面所有的临时顺序节点判断自己所创建的节点Lock1是不是最靠前的一个。如果是第一个节点，则成功获得锁。
   
2. 当Client2获取锁时，同样在LOCK节点上创建一个临时顺序节点ZLock2；Client2查找LOCK下面所有的临时顺序节点，判断自己所创建的节点Lock2是不是顺序最靠前的一个，结果不是；于是，Client2向排序仅比它靠前的节点ZLock1注册Watcher，用于监听ZLock1节点是否存在。这意味着Client2获取锁失败，进入了等待状态。
   
   这样一来，Client1得到了锁，Client2监听了ZLock1，取锁的过程大致就是这样，那么其如何释放锁呢–删除对应节点就可以。

释放锁有两种情况：

1. 正常情况，任务完成，Client端主动释放

   当任务完成时，Client1会主动调用删除节点ZLock1的指令，以此释放锁。
   

2. 异常情况，Client异常断开

   获得锁的Client1在任务执行过程中，如果出现异常断开与Zookeeper服务端的链接。根据临时节点的特性，相关联的节点ZLock1会自动删除。
   
   不管哪种情况，由于Client2一直监听着ZLock1的存在状态，当ZLock1节点被删除，Client2会立刻收到通知。这时候Client2会再次查询Lock下面的所有节点，确认自己创建的节点ZLock2是不是第一个节点。如果是，则Client2就会成功获得锁。

以上就是使用Zookeeper实现分布式锁的大致原理及流程，相较于Redis实现的分布式锁，添加和删除节点的性能较低，这也可能是大多使用Redis来实现的原因