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ZooKeeper 的特性及其在分布式系统中的锁应用

news 2025/8/15 12:44:00

示例：分布式锁的实现

在分布式系统中，多个服务可能需要访问共享资源（如数据库、文件等），为了避免资源争用导致数据不一致，需要对这些资源进行加锁。ZooKeeper 提供了实现分布式锁的强大工具。

使用场景

假设我们有一个分布式系统，多个服务需要对同一文件进行写操作。为了确保只有一个服务在同一时间对文件进行写操作，我们可以使用 ZooKeeper 实现分布式锁。

实现步骤

锁节点的创建:
- 每个服务在访问共享资源前，尝试在 ZooKeeper 中创建一个临时有序节点，路径为 /locks/lock-。
- 例如，服务 A 和服务 B 可能分别创建节点 /locks/lock-0000000001 和 /locks/lock-0000000002。
获取锁的逻辑:
- 每个服务创建节点后，ZooKeeper 会自动分配一个递增的序列号。
- 服务查看所有子节点，检查自己创建的节点是否是序列号最小的。如果是，则表示该服务获取到了锁，可以访问共享资源。
锁释放:
- 在共享资源访问完成后，服务需要删除它创建的节点，这样其他等待获取锁的服务就能继续进行。
- 例如，服务 A 完成操作后删除 /locks/lock-0000000001，此时，服务 B 就能获取锁并开始操作。
等待机制:
- 如果服务 B 没有获取到锁（即不是序列号最小的节点），它可以对比序列号排在它前面的节点并设置监听，当排在前面的节点被删除时，ZooKeeper 会通知服务 B，让它重新检查自己是否能获取锁。

代码示例

以下是一个简单的伪代码示例，展示了如何利用 ZooKeeper 实现分布式锁：

public void acquireLock(ZooKeeper zk) throws Exception {String lockPath = "/locks/lock-";// 创建临时有序节点String myPath = zk.create(lockPath, new byte[0], Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);// 获取所有子节点并排序List<String> children = zk.getChildren("/locks", false);Collections.sort(children);// 检查自己是否是序列号最小的节点if (myPath.equals("/locks/" + children.get(0))) {// 获取锁System.out.println("Lock acquired: " + myPath);} else {// 监听前一个节点的删除事件int previousNodeIndex = children.indexOf(myPath.substring("/locks/".length())) - 1;String previousNode = "/locks/" + children.get(previousNodeIndex);zk.exists(previousNode, event -> {if (event.getType() == EventType.NodeDeleted) {try {acquireLock(zk); // 重新尝试获取锁} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}});}
}