用Zookeeper实现分布式锁和选主

Zookeeper可以用来实现Distributed lock(分布式锁)和leader election(选主)。

分布式锁和选主虽然用在不同的场景,但是2者的机制是相同的。

Zookeeper官方文档上给出了一个recipes,介绍了如何实现分布式锁和选主,2种实现说明的步骤和风格完全不一样,但是本质是一样的。

这里先翻译一下recipes对2者的说明。

获得锁的步骤:

  • 1.调用create(),以"_locknode_/lock-"作为路径名,并且设置sequence和ephemeral标志
  • 2.在锁节点上,也即"_locknode_",调用getChildren(),但不带watch标志
  • 3.如果在步骤1中创建的路径名具有最小的后缀,则客户端获得锁,客户端退出协议
  • 4.如果客户端在步骤3中没有获得锁,则客户端调用exist(),带上watch标志,在比步骤1创建的路径名小的路径上。
  • 5.如果不存在,则跳到步骤2。如果存在存在,则等待路径名变化的通知,再跳转到步骤2。

Leader Election的伪代码:
假设ELECTION是应用选择的路径名。应用要变成leader,执行以下步骤:

  • 1.用"ELECTION/n_"作为路径名创建一个znode,设置SEQUENCE和EPHEMERAL2个标志。成功建立的znode,我们叫它做z。
  • 2."ELECTION"下所有的znode的集合我们称为C,i是z的序列号。
  • 3.watch节点"ELECTION/n_j的变化,j是满足j < i 和 n_j 是C中的一个znode这2个条件的最大序列号。

2者都是基于Zookeeper具有SEQUENCE和EPHEMERAL两个特性。所有的客户端都在同一个节点下创建子节点,序列号最小的客户端,获得锁或者称为leader,其他客户端watch比自己创建的节点序列号小的那个节点,一旦有变化再判断自己创建的节点是不是最小的,如果是自己获得锁或者称为leader。

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