背  景

分布式鎖服務(wù)在大家的項(xiàng)目中或許用的不多，因?yàn)榇蠹叶及雅潘旁跀?shù)據(jù)庫(kù)那一層來(lái)?yè)酢．?dāng)大量的行鎖、表鎖、事務(wù)充斥著數(shù)據(jù)庫(kù)的時(shí)候，不如換個(gè)角度思考問(wèn)題。一般web應(yīng)用很多的瓶頸都在數(shù)據(jù)庫(kù)上，這里給大家介紹的是減輕數(shù)據(jù)庫(kù)鎖負(fù)擔(dān)的一種方案。

簡(jiǎn)  介

如果我們的需求很簡(jiǎn)單，例如對(duì)于用戶的賬戶資金，要保證原子性操作。并且不同的客戶端在同一時(shí)間內(nèi)只能提交一個(gè)對(duì)象操作。lock、單例？！在單臺(tái)上還可以，但是大型web項(xiàng)目上，負(fù)載均衡是常用的技術(shù)手段手段，同一意義的對(duì)象可能存在不同的副本，這時(shí)我們又如何保證排他操作。數(shù)據(jù)庫(kù)的事務(wù)！除了這個(gè)，接下來(lái)我們引出本章的主題、分布式鎖服務(wù)。

一個(gè)簡(jiǎn)單的鎖服務(wù)實(shí)現(xiàn)起來(lái)并不難，甚至利用memcache很快就能構(gòu)造一套分布式鎖系統(tǒng)。我們只需要在操作對(duì)象時(shí)寫(xiě)入kv鍵值對(duì)，操作完畢時(shí)釋放kv，在讀取對(duì)象時(shí)判斷kv中是否有數(shù)據(jù)就可以了，我們甚至還可以給它一個(gè)默認(rèn)的釋放時(shí)間。

這是一種解決方案，但是如果我們的要求更高一點(diǎn)，我們需要權(quán)限認(rèn)證（例如只能來(lái)自xxx域名的請(qǐng)求）、需要上下級(jí)節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)（例如一個(gè)用戶的資金賬戶被鎖住，同時(shí)鎖住他的購(gòu)物車(chē)、積分等）、需要監(jiān)視器回調(diào)、甚至需要考慮單點(diǎn)故障問(wèn)題。那么，蟲(chóng)子在這里推薦另一套方案----zookeeper。

zookeeper

官方文檔：http://zookeeper./doc/r3.3.2/zookeeperOver.html#ch_DesignOverview

下載：http://zookeeper./releases.html

Zookeeper是Hadoop中的一個(gè)模塊。是一個(gè)分布式的，開(kāi)源的分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)，用它可以來(lái)現(xiàn)同步服務(wù)，配置維護(hù)。

更多的內(nèi)容大家看文檔吧或者直接網(wǎng)上搜一下，理論性的內(nèi)容寫(xiě)多了讓人困。我們直接看實(shí)踐。

性能篇

服務(wù)器ubuntu （虛擬機(jī)一臺(tái)）

客戶端window2003

服務(wù)端安裝好java環(huán)境 然后跟著官方的介紹部署

啟動(dòng)zkserver

我們測(cè)試下鎖服務(wù)相關(guān)的操作

ps：試下本機(jī)的windows2003  因?yàn)槭潜镜丨h(huán)境 不于上面做對(duì)比 僅看看zookeeper本身的數(shù)據(jù)處理效率

功能篇

一張圖就可以介紹完普通功能

再看下watcher

    
public class MyWatch : IWatcher  
    
    {  
    
        public void Process(WatchedEvent qevent)  
    
        {  
    
            Console.WriteLine("this is MyWatch");  
    
        }       
    
    }  
    
public class MyWatch2 : IWatcher  
    
    {  
    
        public void Process(WatchedEvent qevent)  
    
        {  
    
            Console.WriteLine("this is MyWatch2");  
    
        }     
    
    } 

創(chuàng)建連接時(shí) new ZooKeeper("192.168.206.129:2181", new TimeSpan(0, 0, 0, 4000), new MyWatch());

檢查是否存在時(shí)zk.Exists(Dir, new MyWatch2());

獲取數(shù)據(jù)時(shí)zk.GetData(Dir, new MyWatch2(), stat);

我們?cè)龠\(yùn)行一遍之前的demo  去掉delete操作

加上delete操作

淺  析

創(chuàng)建連接：

1. 獲取服務(wù)主機(jī)列表
2. 設(shè)置超時(shí)時(shí)間
3. 注冊(cè)客戶端事件
4. 以線程安全的方式創(chuàng)建請(qǐng)求連接（啟動(dòng)客戶端請(qǐng)求隊(duì)列，循環(huán)隊(duì)列基于socket通信、根據(jù)請(qǐng)求類型執(zhí)行不同的請(qǐng)求動(dòng)作）

請(qǐng)求流程：

構(gòu)造請(qǐng)求頭、構(gòu)造request,reponse、構(gòu)造響應(yīng)頭、構(gòu)造Packet對(duì)象,packet對(duì)象準(zhǔn)備好后，把整個(gè)對(duì)象放入一個(gè)outgoingQueue
packet被放入outgoingQueue中，等待SendThread把packet對(duì)應(yīng)的內(nèi)容發(fā)送給server。server處理分3步在 doio方法中ReadLength ReadConnectResult ReadResponse，直到ReadResponse方法中確定packet請(qǐng)求結(jié)束。

響應(yīng)流程：

針對(duì)心跳的ping請(qǐng)求的resp，針對(duì)auth請(qǐng)求的resp，一般接口請(qǐng)求的resp，如果接口請(qǐng)求要求了watcher，當(dāng)watcher關(guān)注的內(nèi)容有變化時(shí)的notification

鎖相關(guān)部分API方法：

創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)：create

demo：zk.Create(Dir, severname.GetBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.Persistent);

其中CreateMode分為4類Persistent、PersistentSequential、Ephemeral、EphemeralSequential

PERSISTENT 創(chuàng)建持久化節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)機(jī)器關(guān)閉連接后節(jié)點(diǎn)/數(shù)據(jù)不會(huì)消失

PERSISTENT_SEQUENTIAL 如果PATH是以’/’結(jié)尾則以這個(gè)PATH作為父節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，其子節(jié)點(diǎn)名字是一個(gè)按先后順序排列的數(shù)值；否則創(chuàng)建一個(gè)名字是'/’后面字符加上先后順序排列的數(shù)值字符串的節(jié)點(diǎn)，同樣創(chuàng)建持久節(jié)點(diǎn)

EPHEMERAL 創(chuàng)建瞬時(shí)節(jié)點(diǎn)，Zookeeper在感知連接機(jī)器宕機(jī)后會(huì)清除它創(chuàng)建的瞬時(shí)節(jié)點(diǎn)

EPHEMERAL_SEQUENTIAL 穿件瞬時(shí)順序節(jié)點(diǎn)，和PERSISTENT_SEQUENTIAL一樣，區(qū)別在于它是瞬時(shí)的

刪除節(jié)點(diǎn) delete

demo ：zk.Delete(Dir, -1);

前一個(gè)參數(shù)代表節(jié)點(diǎn)名稱（一般用作路徑），后一個(gè)是版本號(hào) -1表示全匹配

查看節(jié)點(diǎn) exists

demo ： zk.Exists(Dir, new MyWatch2());

獲取數(shù)據(jù) getData 

demo ：zk.GetData(Dir, new MyWatch2(), stat);

獲取一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可注入watcher 

設(shè)置數(shù)據(jù) setData 

demo ： zk.SetData(Dir, new byte[1], 1);

獲取下級(jí)節(jié)點(diǎn)集合 GetChildren

demo ：zk.GetChildren(Dir, true);

存  儲(chǔ)

znodes類似文件和目錄。但它不是一個(gè)典型的文件系統(tǒng)，zookeeper數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，這意味著zookeeper可以實(shí)現(xiàn)高吞吐量和低延遲。

watcher

Zookeeper有兩種watches，一種是data watches，另一種是child watches。其中，getData()和exists()以及create()等會(huì)添加data watches，getChildren()會(huì)添加child watches。而delete()涉及到刪除數(shù)據(jù)和子節(jié)點(diǎn)，會(huì)同時(shí)觸發(fā)data watches和child watches。

詳細(xì)可以參考：http://www./2011/09/08/%E6%B5%85%E8%B0%88zookeeper-watch%E4%BA%8B%E4%BB%B6/

算  法

Paoxs算法 本篇中僅用單臺(tái)server做demo 改個(gè)時(shí)間詳細(xì)介紹下Paoxs

本篇先到此 希望對(duì)大家有幫助

原文鏈接：http://dubing.blog.51cto.com/3911153/791464

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