Zookeeper-Zookeeper应用场景实战（二）

1. Zookeeper 分布式锁实战

1.1 什么是分布式锁

        在单体的应用开发场景中涉及并发同步的时候，大家往往采用Synchronized（同步）或者其他同一个 JVM内Lock机制来解决多线程间的同步问题。在分布式集群工作的开发场景中，就需要 一种更加高级的锁机制来处理跨机器的进程之间的数据同步问题，这种跨机器的锁就是分布式锁。

目前分布式锁，比较成熟、主流的方案：

        （1）基于数据库的分布式锁。这种方案使用数据库的事务和锁机制来实现分布式锁。虽然在某些场景 下可以实现简单的分布式锁，但由于数据库操作的性能相对较低，并且可能面临锁表的风险，所以一 般不是首选方案。

        （2）基于Redis的分布式锁。Redis分布式锁是一种常见且成熟的方案，适用于高并发、性能要求高且 可靠性问题可以通过其他方案弥补的场景。Redis提供了高效的内存存储和原子操作，可以快速获取和 释放锁。它在大规模的分布式系统中得到广泛应用。

        （3）基于ZooKeeper的分布式锁。 这种方案适用于对高可靠性和一致性要求较高，而并发量不是太高 的场景。 由于ZooKeeper的选举机制和强一致性保证，它可以处理更复杂的分布式锁场景，但相对于 Redis而言，性能可能较低。

基于Redis实现分布式锁

https://vip.tulingxueyuan.cn/detail/p_602e53b3e4b035d3cdb8f856/6

1.2 基于数据库设计思路

        可以利用数据库的唯一索引来实现，唯一索引天然具有排他性

思考：基于数据库实现分布式锁存在什么问题？

1.3 基于Zookeeper设计思路一

        使用临时 znode 来表示获取锁的请求，创建 znode成功的用户拿到锁。

思考：上述设计存在什么问题？

        如果所有的锁请求者都 watch 锁持有者，当代表锁持有者的 znode 被删除以后，所有的锁请求者都会通知到，但是只有一个锁请求者能拿到锁。 这就是羊群效应。

1.4 基于Zookeeper设计思路二

使用临时有序znode来表示获取锁的请求，创建最小后缀数字 znode 的用户成功拿到锁。

公平锁的实现

 

        在实际的开发中，如果需要使用到分布式锁，不建议去自己“重复造轮子”，而建议直接使用Curator客户端中的各种官方实现的分布式锁，例如其中的InterProcessMutex可重入锁。

1.5 Curator 可重入分布式锁工作流程

https://www.processon.com/view/link/5cadacd1e4b0375afbef4320

1.6 总结

优点：ZooKeeper分布式锁（如InterProcessMutex）， 具备高可用、可重入、阻塞锁特性，可解决失效死锁问题 ，使用起来也较为简单。

缺点： 因为需要频繁的创建和删除节点，性能上不如 Redis 。

在高性能、高并发的应用场景下，不建议使用ZooKeeper的分布式锁。而由于ZooKeeper的高可靠

性，因此在并发量不是太高的应用场景中，还是推荐使用ZooKeeper的分布式锁。

2. 基于Zookeeper实现服务的注册与发现

基于 ZooKeeper 本身的特性可以实现服务注册中心

2.1 设计思路

2.2 Zookeeper实现注册中心的优缺点

优点：

        高可用性： ZooKeeper是一个高可用的分布式系统，可以通过配置多个服务器实例来提供容错能力。如果其中一 个实例出现故障，其他实例仍然可以继续提供服务。

        强一致性： ZooKeeper保证了数据的强一致性。当一个更新操作完成时，所有的服务器都将具有相同的数据视 图。这使得ZooKeeper非常适合作为服务注册中心，因为可以确保所有客户端看到的服务状态是一致的。

        实时性： ZooKeeper的监视器（Watcher）机制允许客户端监听节点的变化。当服务提供者的状态发生变化时 （例如，上线或下线），客户端会实时收到通知。这使得服务消费者能够快速响应服务的变化，从而实现动态服 务发现。

缺点：

        性能限制： ZooKeeper的性能可能不如一些专为服务注册中心设计的解决方案，如nacos或Consul。尤其是在大 量的读写操作或大规模集群的情况下，ZooKeeper可能会遇到性能瓶颈。

2.3 整合Spring Cloud Zookeeper实现微服务注册中心

https://spring.io/projects/spring-cloud-zookeeper#learn

第一步：在父pom文件中指定Spring Cloud版本

     org.springframework.boot
     spring-boot-starter-parent
     2.3.2.RELEASE
      
 

 
     1.8
     Hoxton.SR8
 

 
     
         
             org.springframework.cloud
             spring-cloud-dependencies
             ${spring-cloud.version}
                         pom
                         import
         
     
 

注意： springboot和springcloud的版本兼容问题

第二步：微服务pom文件中引入Spring Cloud Zookeeper注册中心依赖

 
     org.springframework.cloud
     spring-cloud-starter-zookeeper-discovery
         
         
             org.apache.zookeeper
             zookeeper
         
     
 

 
 
     org.apache.zookeeper
     zookeeper
     3.8.0
 

注意： zookeeper客户端依赖和zookeeper sever的版本兼容问题

Spring Cloud整合Zookeeper注册中心核心源码入口： ZookeeperDiscoveryClientConfiguration

第三步： 微服务配置文件application.yml中配置zookeeper注册中心地址

spring:
 cloud:
 zookeeper: 
 connect-string: localhost:2181
 discovery:
 instance-host: 127.0.0.1

注册到zookeeper的服务实例元数据信息如下：

注意：如果address有问题，会出现找不到服务的情况，可以通过instance-host配置指定

第四步：整合feign进行服务调用

 @RequestMapping(value = "/findOrderByUserId/{id}")
 public R findOrderByUserId(@PathVariable("id") Integer id) {
 log.info("根据userId:"+id+"查询订单信息");
 //feign调用 
 R result = orderFeignService.findOrderByUserId(id);
 return result;
 }

测试： http://localhost:8040/user/findOrderByUserId/1