【Zookeeper】编程实战之Zookeeper分布式锁实现秒杀
1. Zookeeper简述
我们要了解一样技术，首先应该要到它的官网，因为官网的信息一般都是最准确的，如下图是Zookeeper官网对它的介绍。
从官网的介绍中，可以总结出，Zookeeper是一个集中式服务，它能够实现高度可靠的分布式协调，可用于开发和维护开源服务器。
除了官网的解释外，我的观点是还可以这样理解。它也相当于是一个数据库，具有数据同步和选举功能，能够用来存储一些信息，可用于解决大数据集群的单点故障问题。Zookeeper有leader和follow两种角色，当leader的节点宕掉之后，会自动选举出新的leader，如果只剩一个节点活着，就是standalone状态。Zookeeper各个节点之间的数据会自动同步，比如在Zookeeper集群的A节点存储数据，那么这份数据也会自动拷贝到集群中另外的节点上。在Hadoop、Storm、Spark集群都可以使用Zookeeper实现高可用（HA），防止出现单点故障。
2. 为什么要加锁
在多线程编程中，必须要考虑到线程安全问题，当共享数据被高并发访问时，会破坏数据的一致性。比如抢购商品，商品数量为1，有两个用户（线程）同时对它进行访问，当第一个线程拿到数据，还没有对数量执行减1操作的这段时间，第二个线程在这个时间段也拿到了数据，两个线程都对商品数量进行减1操作的话，就会出现商品数量是 -1 的数据，就违背了实际原则。
因此，在程序中引入了锁，在线程访问共享数据之前，首先要请求锁，当得到这把锁的时候，才能够访问共享数据，使用完以后再归还这把锁。如果锁已经被一个线程获取，其它线程就请求不到锁，就执行重试策略，进入等待状态，不会访问共享数据，也就保证了数据的一致性。
3. 编程实战
3.1 原理
3.2 实现
3.2.1 代码
(1) 创建Maven项目，并在pom文件中加入以下依赖
<dependencies>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>3.8.1</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-framework</artifactId>
<version>4.0.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-recipes</artifactId>
<version>4.0.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.curator</groupId>
<artifactId>curator-client</artifactId>
<version>4.0.0</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
<artifactId>zookeeper</artifactId>
<version>3.4.6</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.google.guava</groupId>
<artifactId>guava</artifactId>
<version>16.0.1</version>
</dependency>
</dependencies>
(2) Product.java
package com.nova;
/**
*
* @author Supernova
* @date 2018/06/16
*
*/
public class Product {
// 商品数量,这里默认共有8件商品
private static int number = 5;
public static int getNumber() {
return number;
}
public static void setNumber(int number) {
Product.number = number;
}
}
(2) Client.java
package com.nova;
import org.apache.curator.RetryPolicy;
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;
/**
*
* @author Supernova
* @date 2018/06/16
*
*/
public class Client {
/*
* 抢购商品的方法
* 作用：访问共享资源,获取并更新商品数量
*/
public static void buy() {
System.out.println("--------【"+Thread.currentThread().getName()+"】开始购买-------");
//获取商品数量
int currentNumber = Product.getNumber();
/*
* 如果商品数量为0,则不能购买
* 如果还有商品,则执行购买操作
*/
if(currentNumber == 0 ) {
System.out.println("商品已被抢空！！！");
}else {
System.out.println("当前商品数量："+currentNumber);
//购买后商品数量减1
currentNumber--;
Product.setNumber(currentNumber);
//为了便于观察程序的运行结果，这里使线程在执行购买操作后，停顿3秒
try {
Thread.sleep(3000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
System.out.println("--------【"+Thread.currentThread().getName()+"】 购买结束-------");
}
public static void main(String[] args) {
/*
* 定义重试策略：等待2秒,重试10次
* 第一个参数：等待时间
* 第二个参数：重试次数
*/
RetryPolicy policy = new ExponentialBackoffRetry(2000, 10);
/*
* 创建客户端向zookeeper请求锁
* connectString() : zookeeper地址
* retryPolicy() : 重试策略
*/
CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString("192.168.243.11").retryPolicy(policy).build();
//启用
curatorFramework.start();
//获取zookeeper锁的信息
final InterProcessMutex mutex = new InterProcessMutex(curatorFramework, "/myMutex");
/*
* 创建8个线程模拟8个客户端并发访问
*
*/
for (int i = 0; i < 8; i++) {
new Thread(new Runnable() {
public void run() {
try {
//请求锁资源，如果没有得到锁资源，就会执行重试策略
mutex.acquire();
//开始访问共享资源，这里是访问商品信息
buy();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}finally {
try {
//将锁归还
mutex.release();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}).start();
}
}
}
3.2.2 运行测试
(2) 运行Java程序，程序运行结果如下图
可以看到运行的结果是线程安全的，只有在一个线程购买商品操作结束后，另一个线程才能接着购买。保证了数据的一致性。那么，如果去掉锁的情况是如何的呢？
(3) 将请求锁的代码mutex.acquire();和mutex.release();注释掉之后。运行结果如下：
从运行结果可以看出，如果没有锁的限制，程序运行的结果将会混乱。