一、媒介
Curator是一款由Java编写的，操作Zookeeper的客户端器具，在其里面封装了分手式锁、选举等高等功能。
今上帝如若分析其美满分手式锁的主要旨趣，关连分手式锁的一些先甘心其他美满，有敬爱的同学不错翻阅以下著述：
我用了上万字，走了一遍Redis美满分手式锁的崎岖之路，从单机到主从再到多实例，原本会发生这样多的问题_阳阳的博客-CSDN博客
Redisson可重入与锁续期源码分析_阳阳的博客-CSDN博客
在使用Curator获取分手式锁时，Curator会在指定的path下创建一个有序的临时节点，如果该节点是最小的，则代表获取锁顺利。
接下来，在准备责任中，咱们不错洞悉是否会创建出一个临时节点出来。
二、准备责任最初咱们需要搭建一个zookeeper集群，天然你使用单机也行。
在这篇著述口试官：能给我画个Zookeeper选举的图吗?，先容了一种使用docker-compose花式快速搭建zk集群的花式。
在pom中引入依赖：
<dependency> <groupId>org.apache.curator</groupId> <artifactId>curator-recipes</artifactId> <version>2.12.0</version> </dependency>
Curator客户端真实立项：
/** * @author qcy * @create 2022/01/01 22:59:34 */ @Configuration public class CuratorFrameworkConfig { //zk各节点地址 private static final String CONNECT_STRING = "localhost:2181，localhost:2182，localhost:2183"; //联贯超往往间(单元:毫秒) private static final int CONNECTION_TIME_OUT_MS = 10 * 1000; //会话超往往间(单元:毫秒) private static final int SESSION_TIME_OUT_MS = 30 * 1000; //重试的动手恭候时候(单元:毫秒) private static final int BASE_SLEEP_TIME_MS = 2 * 1000; //最大重试次数 private static final int MAX_RETRIES = 3; @Bean public CuratorFramework getCuratorFramework() { CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.builder() .connectString(CONNECT_STRING) .connectionTimeoutMs(CONNECTION_TIME_OUT_MS) .sessionTimeoutMs(SESSION_TIME_OUT_MS) .retryPolicy(new ExponentialBackoffRetry(BASE_SLEEP_TIME_MS， MAX_RETRIES)) .build(); curatorFramework.start(); return curatorFramework; } }
SESSION_TIME_OUT_MS参数则会保证，在某个客户端获取到锁之后短暂宕机，zk能在该时候内删除现时客户端创建的临时有序节点。
测试代码如下：
//临时节点旅途，qcy是博主名字缩写哈 private static final String LOCK_PATH = "/lockqcy"; @Resource CuratorFramework curatorFramework; public void testCurator() throws Exception { InterProcessMutex interProcessMutex = new InterProcessMutex(curatorFramework， LOCK_PATH); interProcessMutex.acquire(); try { //模拟业务耗时 Thread.sleep(30 * 1000); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } finally { interProcessMutex.release(); } }
当使用接口调用该局面时，在Thread.sleep处打上断点，干预到zk容器中洞悉创建出来的节点。
使用 docker exec -it zk容器名 /bin/bash 以交互模式干预容器，接着使用 ./bin/zkCli.sh 联贯到zk的server端。
然后使用 ls path 检讨节点
这三个节点都是经久节点，不错使用 get path 检讨节点的数据结构信息
若一个节点的ephemeralOwner值为0，即该节点的临时领有者的会话id为0，则代表该节点为经久节点。
当走到断点Thread.sleep时，如实发面前lockqcy下创建出来一个临时节点
到这里吗，准备责任还是做完了，接下来分析interProcessMutex.acquire与release的经过
三、源码分析Curator营救多种类型的锁，举例
InterProcessMutex，可重入锁排它锁 InterProcessReadWriteLock，读写锁 InterProcessSemaphoreMutex，不成重入排它锁今上帝如若分析InterProcessMutex的加解锁过程，先看加锁过程
加锁public void acquire() throws Exception { if (!internalLock(-1， null)) { throw new IOException("Lost connection while trying to acquire lock: " + basePath); } }
这里是遏止式获取锁，获取不到锁，就一直进行遏止。是以对于internalLock局面，超往往间开荒为-1，时候单元开荒成null。
private boolean internalLock(long time， TimeUnit unit) throws Exception { Thread currentThread = Thread.currentThread(); //通过能否在map中取到该线程的LockData信息，来判断该线程是否还是持有锁 LockData lockData = threadData.get(currentThread); if (lockData != null) { //进行可重入，平直复返加锁顺利 lockData.lockCount.incrementAndGet(); return true; } //进行加锁 String lockPath = internals.attemptLock(time， unit， getLockNodeBytes()); if (lockPath != null) { //加锁顺利，保存到map中 LockData newLockData = new LockData(currentThread， lockPath); threadData.put(currentThread， newLockData); return true; } return false; }
其中threadData是一个map，key线程对象，value为该线程绑定的锁数据。
LockData中保存了加锁线程owningThread，重入计数lockCount与加锁旅途lockPath，举例
/lockqcy/_c_c46513c3-ace0-405f-aa1e-a531ce28fb47-lock-0000000005
private final ConcurrentMap<Thread， LockData> threadData = Maps.newConcurrentMap(); private static class LockData { final Thread owningThread; final String lockPath; final AtomicInteger lockCount = new AtomicInteger(1); private LockData(Thread owningThread， String lockPath) { this.owningThread = owningThread; this.lockPath = lockPath; } }
干预到internals.attemptLock局面中
String attemptLock(long time， TimeUnit unit， byte[] lockNodeBytes) throws Exception { //动手时候 final long startMillis = System.currentTimeMillis(); //将超往往间斡旋滑化为毫秒单元 final Long millisToWait = (unit != null) ? unit.toMillis(time) : null; //节点数据，这里为null final byte[] localLockNodeBytes = (revocable.get() != null) ? new byte[0] : lockNodeBytes; //重试次数 int retryCount = 0; //锁旅途 String ourPath = null; //是否获取到锁 boolean hasTheLock = false; //是否完成 boolean isDone = false; while (!isDone) { isDone = true; try { //创建一个临时有序节点，并复返节点旅途 //里面调用client.create().creatingParentContainersIfNeeded().withProtection().withMode(CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL).forPath(path); ourPath = driver.createsTheLock(client，
国模丰满少妇私拍 path， localLockNodeBytes); //依据复返的节点旅途，判断是否抢到了锁 hasTheLock = internalLockLoop(startMillis， millisToWait， ourPath); } catch (KeeperException.NoNodeException e) { //在会话逾期时，可能导致driver找不到临时有序节点，从而抛出NoNodeException //这里就进行重试 if (client.getZookeeperClient().getRetryPolicy().allowRetry(retryCount++， System.currentTimeMillis() - startMillis， RetryLoop.getDefaultRetrySleeper())) { isDone = false; } else { throw e; } } } //获取到锁，则复返节点旅途，供调用方纪录到map中 if (hasTheLock) { return ourPath; } return null; }
接下来，将会在internalLockLoop中哄骗刚才创建出来的临时有序节点，判断是否获取到了锁。
private boolean internalLockLoop(long startMillis， Long millisToWait， String ourPath) throws Exception { //是否获取到锁 boolean haveTheLock = false; boolean doDelete = false; try { if (revocable.get() != null) { //现时不会干预这里 client.getData().usingWatcher(revocableWatcher).forPath(ourPath); } //一直尝试获取锁 while ((client.getState() == CuratorFrameworkState.STARTED) && !haveTheLock) { //复返basePath(这里是lockqcy)下整个的临时有序节点，况且按照后缀从小到大罗列 List<String> children = getSortedChildren(); //取出现时列程创建出来的临时有序节点的称号，这里便是/_c_c46513c3-ace0-405f-aa1e-a531ce28fb47-lock-0000000005 String sequenceNodeName = ourPath.substring(basePath.length() + 1); //判断现时节点是否处于排序后的首位，如果处于首位，则代表获取到了锁 PredicateResults predicateResults = driver.getsTheLock(client， children， sequenceNodeName， maxLeases); if (predicateResults.getsTheLock()) { //获取到锁之后，则圮绝轮回 haveTheLock = true; } else { //这里代表莫得获取到锁 //获取比现时节点索引小的前一个节点 String previousSequencePath = basePath + "/" + predicateResults.getPathToWatch(); synchronized (this) { try { //如果前一个节点不存在，则平直抛出NoNodeException，catch中不进行处理，不才一轮中链接获取锁 //如果前一个节点存在，则给它开荒一个监听器，监听它的开释事件 client.getData().usingWatcher(watcher).forPath(previousSequencePath); if (millisToWait != null) { millisToWait -= (System.currentTimeMillis() - startMillis); startMillis = System.currentTimeMillis(); //判断是否超时 if (millisToWait <= 0) { //获取锁超时，删除刚才创建的临时有序节点 doDelete = true; break; } //没超时的话，公么吃奶摸下面好舒服在millisToWait内进行恭候 wait(millisToWait); } else { //无穷期遏止恭候，监听到前一个节点被删除时，才会触发叫醒操作 wait(); } } catch (KeeperException.NoNodeException e) { //如果前一个节点不存在，则平直抛出NoNodeException，catch中不进行处理，不才一轮中链接获取锁 } } } } } catch (Exception e) { ThreadUtils.checkInterrupted(e); doDelete = true; throw e; } finally { if (doDelete) { //删除刚才创建出来的临时有序节点 deleteOurPath(ourPath); } } return haveTheLock; }
判断是否获取到锁的中枢逻辑位于getsTheLock中
public PredicateResults getsTheLock(CuratorFramework client， List<String> children， String sequenceNodeName， int maxLeases) throws Exception { //获取现时节点在整个子节点排序后的索引位置 int ourIndex = children.indexOf(sequenceNodeName); //判断现时节点是否处于子节点中 validateOurIndex(sequenceNodeName， ourIndex); //InterProcessMutex的构造局面，会将maxLeases动手化为1 //ourIndex必须为0，才智使得getsTheLock为true，也便是说，现时节点必须是basePath下的最末节点，才智代表获取到了锁 boolean getsTheLock = ourIndex < maxLeases; //如果获取不到锁，则复返上一个节点的称号，用作对其开荒监听 String pathToWatch = getsTheLock ? null : children.get(ourIndex - maxLeases); return new PredicateResults(pathToWatch， getsTheLock); } static void validateOurIndex(String sequenceNodeName， int ourIndex) throws KeeperException { if (ourIndex < 0) { //可能会由于联贯丢失导致临时节点被删除，因此这里属于保障秩序 throw new KeeperException.NoNodeException("Sequential path not found: " + sequenceNodeName); } }
那什么时候，在internalLockLoop处于wait的线程能被叫醒呢?
在internalLockLoop局面中，还是使用
client.getData().usingWatcher(watcher).forPath(previousSequencePath);
给前一个节点开荒了监听器，当该节点被删除时，将会触发watcher中的回调
private final Watcher watcher = new Watcher() { //回调局面 @Override public void process(WatchedEvent event) { notifyFromWatcher(); } }; private synchronized void notifyFromWatcher() { //叫醒是以在LockInternals实例上恭候的线程 notifyAll(); }
到这里，基本上还是分析完加锁的过程了，在这里转头下：
最初创建一个临时有序节点
如果该节点是basePath下最末节点，则代表获取到了锁，存入map中，下次平直进行重入。
如果该节点不是最末节点，则对前一个节点开荒监听，接着进行wait恭候。现时一个节点被删除时，将会告知notify该线程。
解锁解锁的逻辑，就比拟浅易了，平直干预release局面中
public void release() throws Exception { Thread currentThread = Thread.currentThread(); LockData lockData = threadData.get(currentThread); if (lockData == null) { throw new IllegalMonitorStateException("You do not own the lock: " + basePath); } int newLockCount = lockData.lockCount.decrementAndGet(); //平直减少一次重入次数 if (newLockCount > 0) { return; } if (newLockCount < 0) { throw new IllegalMonitorStateException("Lock count has gone negative for lock: " + basePath); } //到这里代表重入次数为0 try { //开释锁 internals.releaseLock(lockData.lockPath); } finally { //从map中移除 threadData.remove(currentThread); } } void releaseLock(String lockPath) throws Exception { revocable.set(null); //里面使用guaranteed，会在后台箝制尝试删除节点 deleteOurPath(lockPath); }
重入次数大于0，就减少重入次数。当减为0时，调用zk去删除节点，这极少和Redisson可重入锁开释时一致。
四、羊群效应在这里谈谈使用Zookeeper美满分手式锁场景中的羊群效应
什么是羊群效应最初，羊群是一种很错落的组织，漫无有筹划，贫乏管制，一般需要牧羊犬来匡助主人限定羊群。
某个时候，当其中一只羊发现前边有愈加厚味的草而动起来，就会导致其余的羊一哄而起，压根岂论周围的情况。
是以羊群效应，指的是一个人在进行感性的看成后，导致其余人平直投降，产生非感性的从众看成。
而Zookeeper中的羊群效应，则是指一个znode被变调后，触发了多半本不错被幸免的watch告知，形成集群资源的构陷。
获取不到锁时的恭候演化 sleep一段时候如果某个线程在获取锁失败后，十足不错sleep一段时候，再尝试获取锁。
但这样的花式，完了极低。
sleep时候短的话，会粗俗地进行轮询，构陷资源。
sleep时候长的话，会出现锁被开释但仍然获取不到锁的莫名情况。
是以，这里的优化点，在于奈何变主动轮询为异步告知。
watch被锁住的节点整个的客户端要获取锁时，只去创建一个同名的node。
当znode存在时，这些客户端对其开荒监听。当znode被删除后，告知整个恭候锁的客户端，接着这些客户端再次尝试获取锁。
固然这里使用watch机制来异步告知，但是当客户端的数目相等多时，会存在性能低点。
当znode被删除后，在这刹那间，需要给多半的客户端发送告知。在此时代，其余提交给zk的平时请求可能会被蔓延偶然遏止。
这就产生了羊群效应，一个点的变化(znode被删除)，形成了全面的影响(告知多半的客户端)。
是以，这里的优化点，在于奈何减少对一个znode的监听数目，最佳的情况是只须一个。
watch前一个有序节点如果先指定一个basePath，想要获取锁的客户端，平直在该旅途下创建临时有序节点。
当创建的节点是最末节点时，代表获取到了锁。如果不是最小的节点，则只对前一个节点开荒监听器，只监听前一个节点的删除看成。
这样前一个节点被删除时，只会给下一个节点代表的客户端发送告知，不会给整个客户端发送告知，从而幸免了羊群效应。
在幸免羊群效应的同期，使恰现时锁成为平正锁。即按照肯求锁的先后章程获取锁，幸免存在饥饿过度的线程。
五、后语本文从源码角度西宾了使用Curator获取分手式锁的经过，接着从恭候锁的演化过程角度启程，分析了Zookeeper在分手式锁场景下幸免羊群效应的科罚决策。
这是Zookeeper系列的第二篇，对于其watch旨趣分析、zab条约等著述也在安排的路上了。