zookeeper分佈式鎖實現秒殺案例（jfinal框架）

時間  2019-11-21
標籤 zookeeper 分佈式 實現 秒殺 案例 jfinal 框架 欄目 Zookeeper 简体版
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zookeeper分佈式鎖實現秒殺案例（jfinal框架）

ZooKeeper是一個分佈式的，開放源碼的分佈式應用程序協調服務，是Google的Chubby一個開源的實現，是Hadoop和Hbase的重要組件。它是一個爲分佈式應用提供一致性服務的軟件，提供的功能包括：配置維護、域名服務、分佈式同步、組服務等。java

 

ZooKeeper的架構經過冗餘服務實現高可用性。所以，若是第一次無應答，客戶端就能夠詢問另外一臺ZooKeeper主機。ZooKeeper節點將它們的數據存儲於一個分層的命名空間，很是相似於一個文件系統或一個前綴樹結構。客戶端能夠在節點讀寫，從而以這種方式擁有一個共享的配置服務。更新是全序的。node

 

基於ZooKeeper分佈式鎖的流程數據庫

在zookeeper指定節點（locks）下建立臨時順序節點node_napache

獲取locks下全部子節點children服務器

對子節點按節點自增序號從小到大排序session

判斷本節點是否是第一個子節點，如果，則獲取鎖；若不是，則監聽比該節點小的那個節點的刪除事件架構

若監聽事件生效，則回到第二步從新進行判斷，直到獲取到鎖框架

具體實現分佈式

下面就具體使用java和zookeeper實現分佈式鎖，操做zookeeper使用的是apache提供的zookeeper的包。ide

 

經過實現Watch接口，實現process(WatchedEvent event)方法來實施監控，使CountDownLatch來完成監控，在等待鎖的時候使用CountDownLatch來計數，等到後進行countDown，中止等待，繼續運行。

如下總體流程基本與上述描述流程一致，只是在監聽的時候使用的是CountDownLatch來監聽前一個節點。

 

下邊來看簡單的實現源碼，不用在意代碼的質量，這裏只是簡單地作個演示！！！
 

分佈式鎖

package com.demo.utils;
import org.apache.zookeeper.*;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
 
import java.io.IOException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.locks.Condition;
import java.util.concurrent.locks.Lock;
 
public class DistributedLock implements Lock, Watcher {
    private ZooKeeper zk = null;
    // 根節點
    private String ROOT_LOCK = "/locks";
    // 競爭的資源
    private String lockName;
    // 等待的前一個鎖
    private String WAIT_LOCK;
    // 當前鎖
    public String CURRENT_LOCK;
    // 計數器
    private CountDownLatch countDownLatch;
    private int sessionTimeout = 30000;
    private List<Exception> exceptionList = new ArrayList<Exception>();
 
    /**
     * 配置分佈式鎖
     * @param config 鏈接的url
     * @param lockName 競爭資源
     */
    public DistributedLock(String config, String lockName) {
        this.lockName = lockName;
        try {
            // 鏈接zookeeper
            zk = new ZooKeeper(config, sessionTimeout, this);
            Stat stat = zk.exists(ROOT_LOCK, false);
            if (stat == null) {
                // 若是根節點不存在，則建立根節點
                zk.create(ROOT_LOCK, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
            }
        } catch (IOException e) {
//            e.printStackTrace();
        } catch (InterruptedException e) {
//            e.printStackTrace();
        } catch (KeeperException e) {
//            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    // 節點監視器
    public void process(WatchedEvent event) {
        if (this.countDownLatch != null) {
            this.countDownLatch.countDown();
        }
    }
 
    public void lock() {
        if (exceptionList.size() > 0) {
            throw new LockException(exceptionList.get(0));
        }
        try {
            if (this.tryLock()) {
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + lockName + "得到了鎖");
                return;
            } else {
                // 等待鎖
                waitForLock(WAIT_LOCK, sessionTimeout);
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (KeeperException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public boolean tryLock() {
        try {
            String splitStr = "_lock_";
            if (lockName.contains(splitStr)) {
                throw new LockException("鎖名有誤");
            }
            // 建立臨時有序節點
            CURRENT_LOCK = zk.create(ROOT_LOCK + "/" + lockName + splitStr, new byte[0],
                    ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
//            System.out.println(CURRENT_LOCK + " 已經建立");
            // 取全部子節點
            List<String> subNodes = zk.getChildren(ROOT_LOCK, false);
            // 取出全部lockName的鎖
            List<String> lockObjects = new ArrayList<String>();
            for (String node : subNodes) {
                String _node = node.split(splitStr)[0];
                if (_node.equals(lockName)) {
                    lockObjects.add(node);
                }
            }
            Collections.sort(lockObjects);
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 的鎖是 " + CURRENT_LOCK);
            // 若當前節點爲最小節點，則獲取鎖成功
            if (CURRENT_LOCK.equals(ROOT_LOCK + "/" + lockObjects.get(0))) {
                return true;
            }
 
            // 若不是最小節點，則找到本身的前一個節點
            String prevNode = CURRENT_LOCK.substring(CURRENT_LOCK.lastIndexOf("/") + 1);
            WAIT_LOCK = lockObjects.get(Collections.binarySearch(lockObjects, prevNode) - 1);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (KeeperException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }
 
    public boolean tryLock(long timeout, TimeUnit unit) {
        try {
            if (this.tryLock()) {
                return true;
            }
            return waitForLock(WAIT_LOCK, timeout);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }
 
    // 等待鎖
    private boolean waitForLock(String prev, long waitTime) throws KeeperException, InterruptedException {
        Stat stat = zk.exists(ROOT_LOCK + "/" + prev, true);
 
        if (stat != null) {
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "等待鎖 " + ROOT_LOCK + "/" + prev);
            this.countDownLatch = new CountDownLatch(1);
            // 計數等待，若等到前一個節點消失，則precess中進行countDown，中止等待，獲取鎖
            this.countDownLatch.await(waitTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
            this.countDownLatch = null;
//            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " 等到了鎖");
        }
        return true;
    }
 
    public void unlock() {
        try {
            System.out.println("釋放鎖 " + CURRENT_LOCK);
            zk.delete(CURRENT_LOCK, -1);
            CURRENT_LOCK = null;
            zk.close();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (KeeperException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
 
    public Condition newCondition() {
        return null;
    }
 
    public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
        this.lock();
    }
 
 
    public class LockException extends RuntimeException {
        private static final long serialVersionUID = 1L;
        public LockException(String e){
            super(e);
        }
        public LockException(Exception e){
            super(e);
        }
    }
}

入口類： 

package com.demo.index;
 
import com.demo.utils.DistributedLock;
import com.jfinal.core.Controller;
import com.jfinal.plugin.activerecord.Db;
import com.jfinal.plugin.activerecord.Record;
 
/**
 * 秒殺/zookeeper 分佈式鎖
 * 
 * @author sun
 */
public class SecKillForZookeeperController extends Controller {
     
    public static int goodsTotalNum = 100;
 
    public void index() {
        //每一次新的請求都會模擬搶購100件商品，因此先恢復商品的數量,這個能夠不要，也能夠手動去更新數據庫
        Db.update("update t_goods set num = ? where id = 1", goodsTotalNum);
         
        Record goods = Db.findFirst("select * from t_goods where id = 1");
        Integer num = 0;
        if(goods!=null){
            num = goods.getInt("num");
        }
         
        SecKillZookeeper sk = new SecKillZookeeper(num);
        // 模擬120我的搶購。 模擬120人分別在不一樣的服務器進行發起請求
        for (int i = 1; i <= 120; i++) {
            new Thread(sk, i + " 號人").start();
        }
         
        renderHtml("<center><h2>搶購成功!</h2></center>");
    }
}
 
/**
 * 這裏咱們只是簡單演示實現方式，至於事務等其餘的都不添加了。
 * 
 * @author sun
 */
class SecKillZookeeper implements Runnable {
     
    private int num = 0;
     
    public SecKillZookeeper(int num) {
        this.num = num;
    }
     
    @Override
    public void run() {
        DistributedLock lock = null;
        try {
            lock = new DistributedLock("127.0.0.1:2181", "test1");
            lock.lock();
            if (num > 0) {
                sale(lock);
                return ;
            }
        } finally {
            if (lock != null) {
                lock.unlock();
            }
        }
        System.err.println(Thread.currentThread().getName() + " 太悲劇了，沒搶到商品...");
    }
     
    private void sale(DistributedLock lock) {
        if(num>0){
            Db.update("update t_goods set num=num-1 where id = 1");
            num--;
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" 獲取鎖："+lock.CURRENT_LOCK+" 搶到了第"+(SecKillForZookeeperController.goodsTotalNum - num)+" 件商品；");
        }
    }
}

打印結果： 

39 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001385 搶到了第1 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001385
35 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001386 搶到了第2 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001386
25 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001387 搶到了第3 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001387
42 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001388 搶到了第4 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001388
19 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001389 搶到了第5 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001389
38 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001390 搶到了第6 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001390
22 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001391 搶到了第7 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001391
18 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001392 搶到了第8 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001392
27 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001393 搶到了第9 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001393
28 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001394 搶到了第10 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001394
2 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001395 搶到了第11 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001395
14 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001396 搶到了第12 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001396
20 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001397 搶到了第13 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001397
11 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001398 搶到了第14 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001398
6 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001399 搶到了第15 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001399
7 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001400 搶到了第16 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001400
29 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001401 搶到了第17 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001401
3 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001402 搶到了第18 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001402
8 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001403 搶到了第19 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001403
32 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001404 搶到了第20 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001404
33 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001405 搶到了第21 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001405
23 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001406 搶到了第22 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001406
12 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001407 搶到了第23 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001407
15 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001408 搶到了第24 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001408
13 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001409 搶到了第25 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001409
34 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001410 搶到了第26 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001410
41 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001411 搶到了第27 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001411
37 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001412 搶到了第28 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001412
1 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001413 搶到了第29 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001413
52 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001414 搶到了第30 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001414
56 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001415 搶到了第31 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001415
26 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001416 搶到了第32 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001416
17 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001417 搶到了第33 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001417
40 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001418 搶到了第34 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001418
4 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001419 搶到了第35 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001419
46 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001420 搶到了第36 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001420
5 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001421 搶到了第37 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001421
54 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001422 搶到了第38 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001422
24 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001423 搶到了第39 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001423
48 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001424 搶到了第40 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001424
50 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001425 搶到了第41 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001425
21 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001426 搶到了第42 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001426
49 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001427 搶到了第43 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001427
36 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001428 搶到了第44 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001428
43 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001429 搶到了第45 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001429
44 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001430 搶到了第46 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001430
30 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001431 搶到了第47 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001431
47 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001432 搶到了第48 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001432
10 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001433 搶到了第49 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001433
9 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001434 搶到了第50 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001434
51 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001435 搶到了第51 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001435
31 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001436 搶到了第52 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001436
16 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001437 搶到了第53 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001437
45 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001438 搶到了第54 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001438
55 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001439 搶到了第55 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001439
53 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001440 搶到了第56 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001440
61 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001441 搶到了第57 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001441
59 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001442 搶到了第58 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001442
58 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001443 搶到了第59 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001443
57 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001444 搶到了第60 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001444
60 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001445 搶到了第61 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001445
92 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001446 搶到了第62 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001446
95 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001447 搶到了第63 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001447
94 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001448 搶到了第64 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001448
96 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001449 搶到了第65 件商品；
釋放鎖 /locks/test1_lock_0000001449
98 號人 獲取鎖：/locks/test1_lock_0000001450 搶到了第66 件商品；
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整體來講，若是瞭解到整個實現流程，使用zookeeper實現分佈式鎖並非很困難，不過這也只是一個簡單的實現，與前面實現Redis實現相比，本實現的穩定性更強，這是由於zookeeper的特性所致，在外界看來，zookeeper集羣中每個節點都是一致的。

 

t_goods表結構：

CREATE TABLE `d_sunjs_test`.`t_goods`  (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `name` varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NULL DEFAULT NULL,
  `num` int(11) NULL DEFAULT NULL,
  `version` int(11) NULL DEFAULT 1 COMMENT '樂觀鎖',
  PRIMARY KEY (`id`) USING BTREE
) ENGINE = InnoDB AUTO_INCREMENT = 2 CHARACTER SET = utf8 COLLATE = utf8_general_ci ROW_FORMAT = Dynamic;

測試的時候記得啓動zookeeper服務！

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