微盟40w总包面试问题:分布式锁

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笔者上个星期参加了微盟新零售的业务工程师面试,得到了几家offer,最终选择了一家上市国企,955不打卡,公积金拉满,下面是我面试遇到的一些问题,我觉得有必要深入探讨一下细节。关注我一键三连带你上高速。

微盟.jfif

面试官:给我讲讲分布式锁的几种实现方式吧

我:

1.基于数据库实现

2.基于Redis实现

3.基于ZooKeeper实现

先讲一下为什么用分布式的原因?

在单机时代,虽然不存在分布式锁,但也会面临资源互斥的情况,只不过在单机的情况下,如果有多个线程要同时访问某个共享资源的时候,我们可以采用线程间加锁的机制,即当某个线程获取到这个资源后,就需要对这个资源进行加锁,当使用完资源之后,再解锁,其它线程就可以接着使用了。例如,在JAVA中,甚至专门提供了一些处理锁机制的一些API(synchronize/Lock等)。

但是到了分布式系统的时代,这种线程之间的锁机制,就没作用了,系统可能会有多份并且部署在不同的机器上,这些资源已经不是在线程之间共享了,而是属于进程之间共享的资源。因此,为了解决这个问题,「分布式锁」就强势登场了。

分布式锁是控制分布式系统之间同步访问共享资源的一种方式。在分布式系统中,常常需要协调他们的动作。如果不同的系统或是同一个系统的不同主机之间共享了一个或一组资源,那么访问这些资源的时候,往往需要互斥来防止彼此干扰来保证一致性,在这种情况下,便需要使用到分布式锁。

在分布式系统中,常常需要协调他们的动作。如果不同的系统或是同一个系统的不同主机之间共享了一个或一组资源,那么访问这些资源的时候,往往需要互斥来防止彼此干扰来保证一致性,这个时候,便需要使用到分布式锁。
Java本身提供了两种内置的锁的实现,一种是由JVM实现的synchronized 和 JDK 提供的 Lock,以及很多原子操作类都是线程安全的,当你的应用是单机或者说单进程应用时,可以使用这两种锁来实现锁。

但是当下互联网公司的系统几乎都是分布式的,这个时候Java自带的 synchronized 或 Lock 已经无法满足分布式环境下锁的要求了,因为代码会部署在多台机器上,为了解决这个问题,分布式锁应运而生,分布式锁的特点是多进程,多个物理机器上无法共享内存,常见的解决办法是基于内存层的干涉,落地方案就是基于Redis的分布式锁 or ZooKeeper分布式锁。

1.使用数据库实现分布式锁

CREATE TABLE `fbsLock`(
`id` int(11) not null auto_increment comment '主键',
`method_name` varchar(64) not null default '' comment '锁定的方法名',
`desc` varchar(1024) not null default '备注信息',
`update_time` timestamp not null default current_timestamp on update current_timestamp comment '更新时间',
primary key (`id`),
unique key `uidx_method_name` (`method_name`) using btree
 )engine=InnoDB default charset=utf8 comment='锁定中的方法

分布式锁1.jpg

添加一行数据

分布式锁2.jpg

当我们需要锁住某个方法时,执行插入。

insert into myLock(method_name,desc) values ('分布式','分布式锁');

当需要释放锁时,执行delete。

delete from myLock where method_name = 分布式

这种实现有什么问题?

1.数据库实现依赖可用性。数据库是单点,一旦挂掉,导致整个业务挂掉。
2.该锁不是阻塞的。依赖insert操作,一旦失败直接返回。没有获得锁的线程不会进入队列,想要获取锁,只能继续insert3.该锁没有失效时间。一旦delete失败,锁就永远存在了。
4.该锁不是可重入锁。

当然,我们也可以有其他方式解决上面的问题。

数据库是单点?搞两个数据库,数据之前双向同步。一旦挂掉快速切换到备库上。
没有失效时间?只要做一个定时任务,每隔一定时间把数据库中的超时数据清理一遍。
非阻塞的?搞一个while循环,直到insert成功再返回成功。
非重入的?在数据库表中加个字段,记录当前获得锁的机器的主机信息和线程信息,那么下次再获取锁的时候先查询数据库,如果当前机器的主机信息和线程信息在数据库可以查到的话,直接把锁分配给他就可以了。

2.乐观锁实现分布式锁

      顾名思义,系统认为数据的更新在大多数情况下是不会产生冲突的,只在数据库更新操作提交的时候才对数据作冲突检测。如果检测的结果出现了与预期数据不一致的情况,则返回失败信息。乐观锁大多数是基于数据版本(version)的记录机制实现的。何谓数据版本号?即为数据增加一个版本标识,在基于数据库表的版本解决方案中,一般是通过为数据库表添加一个 “version”字段来实现读取出数据时,将此版本号一同读出,之后更新时,对此版本号加1。在更新过程中,会对版本号进行比较,如果是一致的,没有发生改变,则会成功执行本次操作;如果版本号不一致,则会更新失败。为了更好的理解数据库乐观锁在实际项目中的使用,这里就列举一个典型的电商库存的例子。一个电商平台都会存在商品的库存,当用户进行购买的时候就会对库存进行操作(库存减1代表已经卖出了一件)。我们将这个库存模型用下面的一张表optimistic_lock来表述,参考如下:


CREATE TABLE `optimistic_lock` (
	`id` BIGINT NOT NULL AUTO_INCREMENT,
	`resource` int NOT NULL COMMENT '锁定的资源',
	`version` int NOT NULL COMMENT '版本信息',
	`created_at` datetime COMMENT '创建时间',
	`updated_at` datetime COMMENT '更新时间',
	`deleted_at` datetime COMMENT '删除时间', 
	PRIMARY KEY (`id`),
	UNIQUE KEY `uiq_idx_resource` (`resource`) 
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4 COMMENT='数据库分布式锁表';

其中:id表示主键;resource表示具体操作的资源,在这里也就是特指库存;version表示版本号。

在使用乐观锁之前要确保表中有相应的数据,比如:

INSERT INTO optimistic_lock(resource, version, created_at, updated_at) VALUES(20, 1, CURTIME(), CURTIME());

如果只是一个线程进行操作,数据库本身就能保证操作的正确性。主要步骤如下:

STEP1 - 获取资源:SELECT resource FROM optimistic_lock WHERE id = 1
STEP2 - 执行业务逻辑
STEP3 - 更新资源:UPDATE optimistic_lock SET resource = resource -1 WHERE id = 1

然而在并发的情况下就会产生一些意想不到的问题:比如两个线程同时购买一件商品,在数据库层面实际操作应该是库存(resource)减2,但是由于是高并发的情况,第一个线程执行之后(执行了STEP1、STEP2但是还没有完成STEP3),第二个线程在购买相同的商品(执行STEP1),此时查询出的库存并没有完成减1的动作,那么最终会导致2个线程购买的商品却出现库存只减1的情况。

在引入了version字段之后,那么具体的操作就会演变成下面的内容:

STEP1 - 获取资源: SELECT resource, version FROM optimistic_lock WHERE id = 1
STEP2 - 执行业务逻辑
STEP3 - 更新资源:UPDATE optimistic_lock SET resource = resource -1, 
version = version + 1 WHERE id = 1 AND version = oldVersion

其实,借助更新时间戳(updated_at)也可以实现乐观锁,和采用version字段的方式相似:更新操作执行前线获取记录当前的更新时间,在提交更新时,检测当前更新时间是否与更新开始时获取的更新时间戳相等。

乐观锁的优点比较明显,由于在检测数据冲突时并不依赖数据库本身的锁机制,不会影响请求的性能,当产生并发且并发量较小的时候只有少部分请求会失败。缺点是需要对表的设计增加额外的字段,增加了数据库的冗余,另外,当应用并发量高的时候,version值在频繁变化,则会导致大量请求失败,影响系统的可用性。我们通过上述sql语句还可以看到,数据库锁都是作用于同一行数据记录上,这就导致一个明显的缺点,在一些特殊场景,如大促、秒杀等活动开展的时候,大量的请求同时请求同一条记录的行锁,会对数据库产生很大的写压力。所以综合数据库乐观锁的优缺点,乐观锁比较适合并发量不高,并且写操作不频繁的场景。

3.悲观锁

除了可以通过增删操作数据库表中的记录以外,我们还可以借助数据库中自带的锁来实现分布式锁。在查询语句后面增加FOR UPDATE,数据库会在查询过程中给数据库表增加悲观锁,也称排他锁。当某条记录被加上悲观锁之后,其它线程也就无法再改行上增加悲观锁。 悲观锁,与乐观锁相反,总是假设最坏的情况,它认为数据的更新在大多数情况下是会产生冲突的。在使用悲观锁的同时,我们需要注意一下锁的级别。MySQL InnoDB引起在加锁的时候,只有明确地指定主键(或索引)的才会执行行锁 (只锁住被选取的数据),否则MySQL 将会执行表锁(将整个数据表单给锁住)。 在使用悲观锁时,我们必须关闭MySQL数据库的自动提交属性(参考下面的示例),因为MySQL默认使用autocommit模式,也就是说,当你执行一个更新操作后,MySQL会立刻将结果进行提交。

mysql> SET AUTOCOMMIT = 0;
Query OK, 0 rows affected (0.00 sec)

这样在使用FOR UPDATE获得锁之后可以执行相应的业务逻辑,执行完之后再使用COMMIT来释放锁。我们不妨沿用前面的database_lock表来具体表述一下用法。假设有一线程A需要获得锁并执行相应的操作,那么它的具体步骤如下:

STEP1 - 获取锁:SELECT * FROM database_lock WHERE id = 1 FOR UPDATE;。
STEP2 - 执行业务逻辑。
STEP3 - 释放锁:COMMIT

如果另一个线程B在线程A释放锁之前执行STEP1,那么它会被阻塞,直至线程A释放锁之后才能继续。

注意,如果线程A长时间未释放锁,那么线程B会报错,参考如下(lock wait time可以通过innodb_lock_wait_timeout来进行配置):

ERROR 1205 (HY000): Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction
1
上面的示例中演示了指定主键并且能查询到数据的过程(触发行锁),如果查不到数据那么也就无从“锁”起了。

如果未指定主键(或者索引)且能查询到数据,那么就会触发表锁,比如STEP1改为执行(这里的version只是当做一个普通的字段来使用,与上面的乐观锁无关):

SELECT * FROM database_lock WHERE description='lock' FOR UPDATE;
1
或者主键不明确也会触发表锁,又比如STEP1改为执行:

SELECT * FROM database_lock WHERE id>0 FOR UPDATE;

注意,虽然我们可以显示使用行级锁(指定可查询的主键或索引),但是MySQL会对查询进行优化,即便在条件中使用了索引字段,但是否真的使用索引来检索数据是由MySQL通过判断不同执行计划的代价来决定的,如果MySQL认为全表扫描效率更高,比如对一些很小的表,它有可能不会使用索引,在这种情况下InnoDB将使用表锁,而不是行锁。

在悲观锁中,每一次行数据的访问都是独占的,只有当正在访问该行数据的请求事务提交以后,其他请求才能依次访问该数据,否则将阻塞等待锁的获取。悲观锁可以严格保证数据访问的安全。但是缺点也明显,即每次请求都会额外产生加锁的开销且未获取到锁的请求将会阻塞等待锁的获取,在高并发环境下,容易造成大量请求阻塞,影响系统可用性。另外,悲观锁使用不当还可能产生死锁的情况。

2.基于Redis实现

分布式锁首先要解决的问题,是多个系统中如何保证对同一资源的使用一致性,也就是对这个资源上锁,并且让其他系统也可立刻感知到这把锁的存在,从而阻塞或者自旋等待锁。 Redis能实现分布式锁的原因在于它具有一条原子性命令:SETNX KEY VALUE,即KEY不存在时则插入VALUE,返回1;若KEY存在,则插入失败,返回0。这就是一个锁的请求过程:若不存在KEY这个锁,则获取这个锁(插入一条以KEY标识的字符串);若存在KEY这个锁,则原地自旋请求至成功或超时退出。

127.0.0.1:6379> setnx dis-lock test
(integer) 1 						//获取锁成功
127.0.0.1:6379> setnx dis-lock test
(integer) 0  						//获取锁失败

由于SETNX命令是原子性的,所以不会出现获取锁时的并发问题而导致判断失误,重复地获取

锁,但是这种方法有一个致命的问题:如果系统A给一个资源上了锁,但是A系统发生崩溃导

致无法释放锁,这样就导致了死锁问题,若没有外力作用则其他系统都将无法获取到该锁,
而只能等待,这可能会导致整个系统的崩坏。

可重入性是指线程在持有锁的情况下再次请求加锁,如果一个锁支持同一个线程的多次加锁,那么这个锁是可重入的。java中的ReentrantLock 就是可重入锁。redis分布式锁如果要 支持可重入,要对客户端的set方法进行包装,使用线程的Threadlocal变量存储当前持有锁的计数。精确一点还需要考虑内存锁计数的过期时间,代码复杂度将 会继续升高。所以不推荐使用可重入锁,它加重了客户端的复杂性,在编写业务方法时注意在
逻辑结构上进行调整完全可以不使用可重入锁。

public class RedisWithReentrantLock {
private ThreadLocal<Map> lockers = new ThreadLocal<>();
private Jedis jedis;
public RedisWithReentrantLock(Jedis jedis) {
     this.jedis = jedis;
}
private boolean _lock(String key) {
   return jedis.set(key, "", "nx", "ex", 5L) != null;
}
private void _unlock(String key) {
    jedis.del(key);
}
private Map <String, Integer> currentLockers() {
     Map <String, Integer> refs = lockers.get();
if (refs != null) {
        return refs;
}
lockers.set(new HashMap<>());
return lockers.get();
}
public boolean lock(String key) {
Map refs = currentLockers();
Integer refCnt = refs.get(key);
if (refCnt != null) {
    refs.put(key, refCnt + 1);

      return true;
}
     boolean ok = this._lock(key);
if (!ok) {
      return false;
}
       refs.put(key, 1);
      return true;
}
public boolean unlock(String key) {
             Map refs = currentLockers();
     Integer refCnt = refs.get(key);
   if (refCnt == null) {
     return false;
   }
refCnt -= 1;
if (refCnt > 0) {
     refs.put(key, refCnt);
} else {
    refs.remove(key);
   this ._unlock(key);
}
    return true;
}
public static void main(String[] args) {
     Jedis jedis = new Jedis();
    RedisWithReentrantLock redis = new RedisWithReentrantLock(jedis);
    System.out.println(redis.lock("codehole"));
     System.out.println(redis.lock("codehole"));
     System.out.println(redis.unlock("codehole"));
      System.out.println(redis.unlock("codehole"));
}
}

3.基于zookpeer实现

什么是Zookeeper?

Zookeeper(业界简称zk)是一种提供配置管理、分布式协同以及命名的中心化服务,这些提供的功能都是分布式系统中非常底层且必不可少的基本功能,但是如果自己实现这些功能而且要达到高吞吐、低延迟同时还要保持一致性和可用性,实际上非常困难。因此zookeeper提供了这些功能,开发者在zookeeper之上构建自己的各种分布式系统。

虽然zookeeper的实现比较复杂,但是它提供的模型抽象却是非常简单的。 Zookeeper提供一个多层级的节点命名空间(节点称为znode),每个节点都用一个以斜杠(/)分隔的路径表示,而且每个节点都有父节点(根节点除外),非常类似于文件系统。例如,/foo/doo这个表示一个znode,它的父节点为/foo,父父节点为/,而/为根节点没有父节点。与文件系统不同的是,这些节点都可以设置关联的数据,而文件系统中只有文件节点可以存放数据而目录节点不行。Zookeeper为了保证高吞吐和低延迟,在内存中维护了这个树状的目录结构,这种特性使得Zookeeper不能用于存放大量的数据,每个节点的存放数据上限为1M。

而为了保证高可用,zookeeper需要以集群形态来部署,这样只要集群中大部分机器是可用的(能够容忍一定的机器故障),那么zookeeper本身仍然是可用的。客户端在使用zookeeper时,需要知道集群机器列表,通过与集群中的某一台机器建立TCP连接来使用服务,客户端使用这个TCP链接来发送请求、获取结果、获取监听事件以及发送心跳包。如果这个连接异常断开了,客户端可以连接到另外的机器上。 zookeeper

客户端的读请求可以被集群中的任意一台机器处理,如果读请求在节点上注册了监听器,这个监听器也是由所连接的zookeeper机器来处理。对于写请求,这些请求会同时发给其他zookeeper机器并且达成一致后,请求才会返回成功。因此,随着zookeeper的集群机器增多,读请求的吞吐会提高但是写请求的吞吐会下降。

有序性是zookeeper中非常重要的一个特性,所有的更新都是全局有序的,每个更新都有一个唯一的时间戳,这个时间戳称为zxid(Zookeeper Transaction Id)。而读请求只会相对于更新有序,也就是读请求的返回结果中会带有这个zookeeper最新的zxid。

如何使用zookeeper实现分布式锁?

在描述算法流程之前,先看下zookeeper中几个关于节点的有趣的性质:

有序节点:假如当前有一个父节点为/lock,我们可以在这个父节点下面创建子节点;zookeeper提供了一个可选的有序特性,例如我们可以创建子节点“/lock/node-”并且指明有序,那么zookeeper在生成子节点时会根据当前的子节点数量自动添加整数序号,也就是说如果是第一个创建的子节点,那么生成的子节点为/lock/node-0000000000,下一个节点则为/lock/node-0000000001,依次类推。

临时节点:客户端可以建立一个临时节点,在会话结束或者会话超时后,zookeeper会自动删除该节点。

事件监听:在读取数据时,我们可以同时对节点设置事件监听,当节点数据或结构变化时,zookeeper会通知客户端。当前zookeeper有如下四种事件:

(1)节点创建;(2)节点删除;(3)节点数据修改;(4)子节点变更。

下面描述使用zookeeper实现分布式锁的算法流程,假设锁空间的根节点为/lock:

客户端连接zookeeper,并在/lock下创建临时的且有序的子节点,第一个客户端对应的子节点为/lock/lock-0000000000,第二个为/lock/lock-0000000001,以此类推。

客户端获取/lock下的子节点列表,判断自己创建的子节点是否为当前子节点列表中序号最小的子节点,如果是则认为获得锁,否则监听/lock的子节点变更消息,获得子节点变更通知后重复此步骤直至获得锁;

执行业务代码;

完成业务流程后,删除对应的子节点释放锁。

步骤1中创建的临时节点能够保证在故障的情况下锁也能被释放,考虑这么个场景:假如客户端a当前创建的子节点为序号最小的节点,获得锁之后客户端所在机器宕机了,客户端没有主动删除子节点;如果创建的是永久的节点,那么这个锁永远不会释放,导致死锁;由于创建的是临时节点,客户端宕机后,过了一定时间zookeeper没有收到客户端的心跳包判断会话失效,将临时节点删除从而释放锁。

另外细心的朋友可能会想到,在步骤2中获取子节点列表与设置监听这两步操作的原子性问题,考虑这么个场景:客户端a对应子节点为/lock/lock-0000000000,客户端b对应子节点为/lock/lock-0000000001,客户端b获取子节点列表时发现自己不是序号最小的,但是在设置监听器前客户端a完成业务流程删除了子节点/lock/lock-0000000000,客户端b设置的监听器岂不是丢失了这个事件从而导致永远等待了?这个问题不存在的。因为zookeeper提供的API中设置监听器的操作与读操作是原子执行的,也就是说在读子节点列表时同时设置监听器,保证不会丢失事件。

最后,对于这个算法有个极大的优化点:假如当前有1000个节点在等待锁,如果获得锁的客户端释放锁时,这1000个客户端都会被唤醒,这种情况称为“羊群效应”;在这种羊群效应中,zookeeper需要通知1000个客户端,这会阻塞其他的操作,最好的情况应该只唤醒新的最小节点对应的客户端。应该怎么做呢?在设置事件监听时,每个客户端应该对刚好在它之前的子节点设置事件监听,例如子节点列表为/lock/lock0000000000、/lock/lock0000000001、/lock/lock-0000000002,序号为1的客户端监听序号为0的子节点删除消息,序号为2的监听序号为1的子节点删除消息。

所以调整后的分布式锁算法流程如下:

客户端连接zookeeper,并在/lock下创建临时的且有序的子节点,第一个客户端对应的子节点为/lock/lock-0000000000,第二个为/lock/lock-0000000001,以此类推;

客户端获取/lock下的子节点列表,判断自己创建的子节点是否为当前子节点列表中序号最小的子节点,如果是则认为获得锁,否则监听刚好在自己之前一位的子节点删除消息,获得子节点变更通知后重复此步骤直至获得锁;

执行业务代码;

完成业务流程后,删除对应的子节点释放锁。

Curator的源码分析

虽然zookeeper原生客户端暴露的API已经非常简洁了,但是实现一个分布式锁还是比较麻烦的…我们可以直接使用curator这个开源项目提供的zookeeper分布式锁实现。

我们只需要引入下面这个包(基于maven):

<dependency>

<groupId>org.apache.curator</groupId>

<artifactId>curator-recipes</artifactId>

<version>4.0.0</version>

</dependency>

然后就可以用啦!代码如下:

public static void main(String[] args) throws Exception {
//创建zookeeper的客户端
RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient("10.21.41.181:2181,10.21.42.47:2181,10.21.49.252:2181", retryPolicy);
client.start();
//创建分布式锁, 锁空间的根节点路径为/curator/lock
InterProcessMutex mutex = new InterProcessMutex(client, "/curator/lock");
mutex.acquire();
//获得了锁, 进行业务流程
System.out.println("Enter mutex");
//完成业务流程, 释放锁
mutex.release();
//关闭客户端
client.close();
}
可以看到关键的核心操作就只有mutex.acquire()和mutex.release(),简直太方便了!

下面来分析下获取锁的源码实现。acquire的方法如下:

/*

* 获取锁,当锁被占用时会阻塞等待,这个操作支持同线程的可重入(也就是重复获取锁),acquire的次数需要与release的次数相同。

* @throws Exception ZK errors, connection interruptions

*/

@Override
public void acquire() throws Exception
{
if ( !internalLock(-1, null) )
{
throw new IOException("Lost connection while trying to acquire lock: " + basePath);
}
}

这里有个地方需要注意,当与zookeeper通信存在异常时,acquire会直接抛出异常, 需要使用者自身做重试策略。代码中调用了internalLock(-1, null),参数表明在锁被占 用 时永久阻塞等待。internalLock的代码如下:

private boolean internalLock(long time, TimeUnit unit) throws Exception
{
//这里处理同线程的可重入性,如果已经获得锁,那么只是在对应的数据结构中增加acquire的次数统计,直接返回成功


Thread currentThread = Thread.currentThread();
LockData lockData = threadData.get(currentThread);

if ( lockData != null )
{
// re-entering

lockData.lockCount.incrementAndGet();
return true;
}

//这里才真正去zookeeper中获取锁
String lockPath = internals.attemptLock(time, unit, getLockNodeBytes());
if ( lockPath != null )
{
//获得锁之后,记录当前的线程获得锁的信息,在重入时只需在LockData中增加次数统计即可

LockData newLockData = new LockData(currentThread, lockPath);

threadData.put(currentThread, newLockData);

return true;

}

//在阻塞返回时仍然获取不到锁,这里上下文的处理隐含的意思为zookeeper通信异常

return false;

}

代码中增加了具体注释,不做展开。看下zookeeper获取锁的具体实现:

String attemptLock(long time, TimeUnit unit, byte[] lockNodeBytes) throws Exception

{
//参数初始化,此处省略

//...

//自旋获取锁

while ( !isDone )

{
isDone = true;

try

{
//在锁空间下创建临时且有序的子节点

ourPath = driver.createsTheLock(client, path, localLockNodeBytes);

//判断是否获得锁(子节点序号最小),获得锁则直接返回,否则阻塞等待前一个子节点删除通知

hasTheLock = internalLockLoop(startMillis, millisToWait, ourPath);

}
catch ( KeeperException.NoNodeException e )
{
//对于NoNodeException,代码中确保了只有发生session过期才会在这里抛出NoNodeException,因此这里根据重试策略进行重试
if ( client.getZookeeperClient().getRetryPolicy().allowRetry(retryCount++, System.currentTimeMillis() - startMillis, RetryLoop.getDefaultRetrySleeper()) )
{
isDone = false;
}
else
{
throw e;
}
}
}
//如果获得锁则返回该子节点的路径
if ( hasTheLock )
{
return ourPath;
}
return null;
}

上面代码中主要有两步操作:

driver.createsTheLock:创建临时且有序的子节点,里面实现比较简单不做展开,
主要关注几种节点的模式:

(1)PERSISTENT(永久);

(2)PERSISTENT_SEQUENTIAL(永久且有序);

(3)EPHEMERAL(临时);

(4)EPHEMERAL_SEQUENTIAL(临时且有序)。

internalLockLoop:阻塞等待直到获得锁。

看下internalLockLoop是怎么判断锁以及阻塞等待的,这里删除了一些无关代码,只保留主流程:

//自旋直至获得锁

while ( (client.getState() == CuratorFrameworkState.STARTED) && !haveTheLock )

{
//获取所有的子节点列表,并且按序号从小到大排序

List<String> children = getSortedChildren();

//根据序号判断当前子节点是否为最小子节点

String sequenceNodeName = ourPath.substring(basePath.length() + 1);
// +1 to include the slash

PredicateResults predicateResults =
driver.getsTheLock(client, children, sequenceNodeName, maxLeases);

if ( predicateResults.getsTheLock() )

{
//如果为最小子节点则认为获得锁
haveTheLock = true;
}
else
{
//否则获取前一个子节点
String previousSequencePath = basePath + "/" + predicateResults.getPathToWatch();

//这里使用对象监视器做线程同步,当获取不到锁时监听前一个子节点删除消息并且进行wait(),当前一个子节点删除(也就是锁释放)时,回调会通过notifyAll唤醒此线程,此线程继续自旋判断是否获得锁
synchronized(this)
{
try
{
//这里使用getData()接口而不是checkExists()是因为,如果前一个子节点已经被删除了那么会抛出异常而且不会设置事件监听器,而checkExists虽然也可以获取到节点是否存在的信息但是同时设置了监听器,这个监听器其实永远不会触发,对于zookeeper来说属于资源泄露
client.getData().usingWatcher(watcher).forPath(previousSequencePath);
//如果设置了阻塞等待的时间
if ( millisToWait != null )
{
millisToWait -= (System.currentTimeMillis() - startMillis);
startMillis = System.currentTimeMillis();
if ( millisToWait <= 0 )
{
doDelete = true; // 等待时间到达,删除对应的子节点
break;
}
//等待相应的时间
wait(millisToWait);
}else{
//永远等待
wait();
}}
catch ( KeeperException.NoNodeException e )
{//上面使用getData来设置监听器时,如果前一个子节点已经被删除那么会抛出NoNodeException,只需要自旋一次即可,无需额外处理}}}}

具体逻辑见注释,不再赘述。代码中设置的事件监听器,在事件发生回调时只是简单的notifyAll唤醒当前线程以重新自旋判断。