由Zookeeper看分布式鎖

2021-09-02 23:09:53 字數 1940 閱讀 6216

zookeeper是乙個分布式協調服務的開源框架。主要用來解決分布式集群中應用系統的一致性問題。

zookeeper

本質上是乙個分布式的小檔案儲存系統

。提供基於類似於檔案系統的目錄樹方式的資料儲存,並且可以對樹中的節點進行有效管理。從而用來維護和監控你儲存的資料的狀態變化。通過監控這些資料狀態的變化,從而可以達到基於資料的集群管理。諸如:統一命名服務、分布式配置管理、分布式訊息佇列、分布式鎖、分布式協調等功能。

全域性資料一致:每個 server 儲存乙份相同的資料副本,client 無論連線到哪個server,展示的資料都是一致的,這是最重要的特徵;

可靠性:如果訊息被其中一台伺服器接受,那麼將被所有的伺服器接受。

順序性:包括全域性有序和偏序兩種:全域性有序是指如果在一台伺服器上訊息a在訊息b前發布,則在所有server上訊息a都將在訊息b前被發布;偏序是指如果乙個訊息b在訊息a後被同乙個傳送者發布,a必將排在b前面。

資料更新原子性:一次資料更新要麼成功(半數以上節點成功),要麼失敗,不存在中間狀態;

實時性:zookeeper 保證客戶端將在乙個時間間隔範圍內獲得伺服器的更新資訊,或者伺服器失效的資訊。

zookeeper 的資料模型,在結構上和標準檔案系統的非常相似,擁有乙個層次的命名空間,都是採用樹形層次結構,zookeeper 樹中的每個節點被稱為— znode。和檔案系統的目錄樹一樣,zookeeper樹中的每個節點可以擁有子節點。

但也有不同之處:

znode 兼具檔案和目錄兩種特點。既像檔案一樣維護著資料、元資訊、acl、 時間戳等資料結構,又像目錄一樣可以作為路徑標識的一部分,並可以具有子znode。使用者對znode具有增、刪、改、查等操作(許可權允許的情況下)。

znode 具有原子性操作,讀操作將獲取與節點相關的所有資料,寫操作也將替換掉節點的所有資料。另外,每乙個節點都擁有自己的 acl(訪問控制列表),這個列表規定了使用者的許可權,即限定了特定使用者對目標節點可以執行的操作。

znode 儲存資料大小有限制。zookeeper 雖然可以關聯一些資料,但並沒有被設計為常規的資料庫或者大資料儲存,相反的是,它用來管理排程資料,比如分布式應用中的配置檔案資訊、狀態資訊、匯集位置等等。這些資料的共同特性就是它們都是很小的資料,通常以kb為大小單位。zookeeper的伺服器和客戶端都被設計為嚴格檢查並限制每個znode的資料大小至多1m,當時常規使用中應該遠小於此值。

znode通過路徑引用,如同unix中的檔案路徑。路徑必須是絕對的,因此他們必須由斜槓字元來開頭。除此以外,他們必須是唯一的,也就是說每乙個路徑只有乙個表示,因此這些路徑不能改變。在 zookeeper 中,路徑由 unicode 字串組成,並且有一些限制。字串"/zookeeper"用以儲存管理資訊,比如關鍵配額資訊。

1.  znode有兩種,分別為臨時節點和永久節點。

2. 節點的型別在建立時即被確定,並且不能改變。

1. zookeeper

預設的演算法是fastleaderelection,採用投票數大於半數則勝出的邏輯。

好了,zookeeper就簡單描述到這裡,現在我們需要知道的是,zookeeper是多伺服器集群,客戶端任意訪問一台就可操作該集群所共享的資料,那麼我們該怎樣避免同時操作同一資料造成髒讀的問題呢?

這就需要用到分布式鎖了!

1.保持獨佔:就是所有試圖來獲取這個鎖的客戶端,最終只有乙個可以成功獲得這把鎖。通常的做法是把zk上的乙個znode看作是一把鎖,通過create znode的方式來實現。所有客戶端都去建立 /distribute_lock 節點,最終成功建立的那個客戶端也即擁有了這把鎖。(同一路徑下不能存在兩個相同的節點)

2.控制時序,就是所有試圖來獲取這個鎖的客戶端,最終都是會被安排執行,只是有個全域性時序了。(大意就是建立/distribute_lock節點為乙個臨時序列化節點,這樣,每個客戶端建立的節點都會有一串數字標識大小,根據大小排序依次執行)

zookeeper分布式鎖

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