Curator实现Zookeeper分布式锁

Curator实现Zookeeper分布式锁

1、介绍

Curator是netflix公司开源的一套zookeeper客户端，目前是Apache的顶级项目。与Zookeeper提供的原生客户端相比，Curator的抽象层次更高，简化了Zookeeper客户端的开发量。Curator解决了很多zookeeper客户端非常底层的细节开发工作，包括连接重连、反复注册wathcer和NodeExistsException 异常等。Curator由一系列的模块构成，对于一般开发者而言，常用的是curator-framework和curator-recipes。

2、锁分类

InterProcessLock

实现类	特征
InterprocessMutex	互斥锁 可重入、独占锁
InterProcessMultiLock	可重入锁 多重共享锁 （将多个锁作为单个实体管理的容器）
InterProcessReadWriteLock	读写锁 读锁可以重入，写锁互斥。类似ReentrantReadWriteLock
InterProcessSemaphoreMutex	共享信号量。不可重入、独占锁
InterProcessSemaphoreV2	共享信号量

相关拓展：

2.1、 可重入锁 （Shared Reentrant Lock）

Shared意味着锁是全局可见的， 客户端都可以请求锁。 Reentrant和JDK的ReentrantLock类似， 意味着同一个客户端在拥有锁的同时，可以多次获取，不会被阻塞。

2.2、不可重入锁（Shared Lock）

使用InterProcessSemaphoreMutex，调用方法类似，区别在于该锁是不可重入的，在同一个线程中不可重入。

2.3、可重入读写锁（Shared Reentrant Read Write Lock）

类似JDK的ReentrantReadWriteLock. 一个读写锁管理一对相关的锁。 一个负责读操作，另外一个负责写操作。 读操作在写锁没被使用时可同时由多个进程使用，而写锁使用时不允许读 (阻塞)。 此锁是可重入的。一个拥有写锁的线程可重入读锁，但是读锁却不能进入写锁。 这也意味着写锁可以降级成读锁， 比如请求写锁 —>读锁 —->释放写锁。 从读锁升级成写锁是不成的。

2.4、信号量（Shared Semaphore）

一个计数的信号量类似JDK的Semaphore。 JDK中Semaphore维护的一组许可(permits)，而Cubator中称之为租约(Lease)。注意，所有的实例必须使用相同的numberOfLeases值。 调用acquire会返回一个租约对象。 客户端必须在finally中close这些租约对象，否则这些租约会丢失掉。 但是， 但是，如果客户端session由于某种原因比如crash丢掉， 那么这些客户端持有的租约会自动close， 这样其它客户端可以继续使用这些租约。

2.5、多锁对象（Multi Shared Lock）

Multi Shared Lock是一个锁的容器。 当调用acquire， 所有的锁都会被acquire，如果请求失败，所有的锁都会被release。 同样调用release时所有的锁都被release(失败被忽略)。 基本上，它就是组锁的代表，在它上面的请求释放操作都会传递给它包含的所有的锁。

锁内容转载自：在代码世界游走，没几把“锁”防身可不行 | 京东云技术团队

3、使用实例

3.1、引入依赖

<dependency>
    <groupId>org.apache.curatorgroupId>
    <artifactId>curator-recipesartifactId>
    <version>5.2.0version>
dependency>

3.2、构建工具类

package com.springbootcli.zookeeper.utils;

import lombok.extern.log4j.Log4j;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMutex;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;

/**
 * Curator实现分布式锁工具类
 *
 * @author liangtl
 * @Date 2023/9/3
 */

@Log4j
public class CuratorUtils {

    //定义锁节点的路径
    private static final String LOCK_PATH = "/zkLock/test";
    //设置zookeeper连接,多台使用逗号分隔
    private static final String CONNECT_STRING = "localhost1:2181,localhost2:2181,localhost3:2181";
    //设置会话存活时间,根据业务灵活指定 单位:毫秒
    private static final int SESSION_TIME_OUT = 3000;
    //设置超时时间
    private static final int CONNECTION_TIME_OUT = 3000;
    //设置重试次数
    private static final int RETRY_TIMES = 3;
    ///设置失败重试间隔时间 单位:毫秒
    private static final int BASE_SLEEP_TIME_MS  = 3000;

    /**
     * 获取锁对象(可重入锁)
     *
     * @return 锁对象
     */
    public static InterProcessMutex getMutexLock() {
        return new InterProcessMutex(getCuratorFramework(), LOCK_PATH);
    }

    /**
     * 对分布式锁进行初始化
     *
     * @return
     */
    private static CuratorFramework getCuratorFramework() {
        //重试策略,定义初试时间3s,重试3次
        ExponentialBackoffRetry exponentialBackoffRetry = new ExponentialBackoffRetry(BASE_SLEEP_TIME_MS , RETRY_TIMES);
        //初始化客户端
        CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder()
                //配置zookeeper连接地址
                .connectString(CONNECT_STRING)
                //设置超时时间
                .sessionTimeoutMs(SESSION_TIME_OUT)
                //设置连接超时时间
                .connectionTimeoutMs(CONNECTION_TIME_OUT)
                //重试策略
                .retryPolicy(exponentialBackoffRetry)
                .build();
        //开启连接
        client.start();
        log.info("zookeeper初始化完成...");
        return client;
    }

}

3.3、使用

@Test
void contextLoads() {
    // 通过工具类初始化锁对象
    InterProcessMutex lock = CuratorUtils.getMutexLock();
    try {
        // 获取锁
        lock.acquire();
        log.info(Thread.currentThread().getName() + "获取zk锁成功");
    } catch (Exception e) {
        log.info("zk锁获取异常：", e);
    }
    /*
    业务处理......
     */
    try {
        lock.release();
        log.info(Thread.currentThread().getName() + "释放zk锁成功");
    } catch (Exception e) {
        log.info("zk锁释放异常：", e);
    }
}