Zookeeper

Zookeeper,第1张

Zookeeper

Zookeeper
  • 一、Zookeeper概述
    • 1.概述
    • 2.工作机制
    • 3.特点
    • 4.数据结构
    • 5.应用场景
      • ①统一命名服务
      • ②统一配置管理
      • ③服务器节点动态上下线
      • ④软负载均衡
    • 6.下载地址
  • 二、Zookeeper本地模式安装
    • 1.本地模式安装
      • ①安装前准备
      • ②配置修改
      • ③ *** 作Zookeeper
    • 2.配置参数解读
  • 三、Zookeeper内部原理
    • 1.选举机制(面试重点)
    • 2.节点类型
    • 3.监听器原理(面试重点)
    • 4. 写数据流程
  • 四、Zookeeper实战
    • 1.分布式安装部署
      • ①安装zookeeper
      • ②配置服务器编号
      • ③配置zoo.cfg文件
      • ④配置其余两台服务器
      • ⑤集群 *** 作
    • 2.客户端命令行 *** 作
    • 3.API应用
      • ①IDEA环境搭建
      • ②创建ZooKeeper客户端
      • ③创建节点
      • ④查询节点的值
      • ⑤修改节点的值
      • ⑥删除节点
      • ⑦获取子节点
      • ⑧监听子节点的变化
      • ⑨判断Znode是否存在
    • 4. 案例-模拟美团商家上下线
      • ①需求
      • ②商家服务类
      • ③客户类
    • 5.案例-分布式锁-商品秒杀
      • ①初始化数据库
      • ②搭建工程
      • ③启动测试
      • ④apahce提供的zookeeper客户端
      • ⑤在控制层中加入分布式锁的逻辑代码
      • ⑥再次测试,并发问题解决!

一、Zookeeper概述 1.概述
  • 美团,饿了么,淘宝,58同城等等应用都是zookeeper的现实生活版
  • 张三开了个饭店,如何才能让大家都能吃到我们的饭菜?需要入驻美团,这样大家就可以在美团app中看到我的饭店,下订单,从而完成一次交易
  • Zookeeper是一个开源的分布式(多台服务器干一件事)的,为分布式应用提供协调服务的Apache项目。
  • 在大数据技术生态圈中,zookeeper(动物管理员),Hadoop(大象),Hive(蜜蜂),Pig(猪)等技术
2.工作机制
  • Zookeeper从设计模式角度来理解:是一个基于观察者模式(一个人干活,有人盯着他)设计的分布式服务管理框架
  • 它负责 存储 和 管理 大家都关心的数据
    ○ 然后接受观察者的注册,一旦这些数据的发生变化
    ○ Zookeeper就将负责通知已经注册的那些观察者做出相应的反应
    ○ 从而实现集群中类似Master/Slave管理模式
  • Zookeeper = 文件系统 + 通知机制

  1. 商家营业并入驻
  2. 获取到当前营业的饭店列表
  3. 服务器节点下线
  4. 服务器节点上下线事件通知
  5. 重新再去获取服务器列表,并注册监听
3.特点
  • 分布式和集群的区别
    ○ 无论分布式和集群,都是很多人在做事情。具体区别如下:
    ○ 例如:我有一个饭店,越来越火爆,我得多招聘一些工作人员
      ◆ 分布式:招聘1个厨师,1个服务员,1个前台,三个人负责的工作不一样,但是最终目的都是为饭店工作
      ◆ 集群:招聘3个服务员,3个人的工作一样

  1. 是一个leader和多个follower来组成的集群(狮群中,一头雄狮,N头母狮)
  2. 集群中只要有半数以上的节点存活,Zookeeper就能正常工作(5台服务器挂2台,没问题;4台服务器挂2台,就停止)
  3. 全局数据一致性,每台服务器都保存一份相同的数据副本,无论client连接哪台server,数据都是一致的
  4. 数据更新原子性,一次数据要么成功,要么失败(不成功便成仁)
  5. 实时性,在一定时间范围内,client能读取到最新数据
  6. 更新的请求按照顺序执行,会按照发送过来的顺序,逐一执行(发来123,执行123,而不是321或者别的)
4.数据结构

  • ZooKeeper数据模型的结构与linux文件系统很类似,整体上可以看作是一棵树,每个节点称做一个ZNode(ZookeeperNode)。
  • 每一个ZNode默认能够存储1MB的数据(元数据),每个ZNode的路径都是唯一的
    ○ 元数据(metadata),又称中介数据、中继数据,为描述数据的数据(data about data),主要是描述数据属性(property)的信息,用来支持如指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能
5.应用场景

提供的服务包括:统一命名服务、统一配置管理、统一集群管理、服务器节点动态上下线、软负载均衡等

①统一命名服务
  • 在分布式环境下,通常需要对应用或服务进行统一的命名,便于识别
  • 例如:服务器的IP地址不容易记,但域名相比之下却是很容易记住
②统一配置管理
  • 分布式环境下,配置文件做同步是必经之路
  • 1000台服务器,如果配置文件作出修改,那一台一台的修改,运维人员肯定会疯,如何做到修改一处就快速同步到每台服务器上
  • 将配置管理交给Zookeeper
    ◇ 将配置信息写入到Zookeeper的某个节点上
    ◇ 每个客户端都监听这个节点
    ◇ 一旦节点中的数据文件被修改,Zookeeper这个话匣子就会通知每台客户端服务器
③服务器节点动态上下线
  • 客户端能实时获取服务器上下线的变化
  • 在美团APP上实时可以看到商家是否正在营业或打样
④软负载均衡
  • Zookeeper会记录每台服务器的访问数,让访问数最少的服务器去处理最新的客户请求(雨露均沾)
  • 都是自己的孩子,得一碗水端平
6.下载地址

镜像库地址:http://archive.apache.org/dist/zookeeper/
点击此处下载


  • apache-zookeeper-3.6.0.tar.gz需要安装maven,然后再运行mvn clean install 和mvn javadoc:aggregate,前一个命令会下载安装好多jar包,不知道要花多长时间
  • apache-zookeeper-3.6.0-bin.tar.gz已经自带所需要的各种jar包
二、Zookeeper本地模式安装 1.本地模式安装 ①安装前准备

1.安装jdk
2.拷贝apache-zookeeper-3.6.0-bin.tar.gz到opt目录
3.解压安装包

[root@localhost opt]# tar -zxvf apache-zookeeper-3.6.0-bin.tar.gz

4.重命名

[root@localhost opt]# mv apache-zookeeper-3.6.0-bin zookeeper
②配置修改

1.在/opt/zookeeper/这个目录上创建zkData和zkLog目录

[root@localhost zookeeper]# mkdir zkData
[root@localhost zookeeper]# mkdir zkLog

2.进入/opt/zookeeper/conf这个路径,复制一份 zoo_sample.cfg 文件并命名为 zoo.cfg

[root@localhost conf]# cp zoo_sample.cfg zoo.cfg

3.编辑zoo.cfg文件,修改dataDir路径

dataDir=/opt/zookeeper/zkData
dataLogDir=/opt/zookeeper/zkLog
③ *** 作Zookeeper

1.启动Zookeeper

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh start

2.查看进程是否启动

[root@localhost bin]# jps

QuorumPeerMain:是zookeeper集群的启动入口类,是用来加载配置启动QuorumPeer线程的

3.查看状态

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh status

4.启动客户端

[root@localhost bin]# ./zkCli.sh

5.退出客户端

[zk: localhost:2181(CONNECTED) 0] quit
2.配置参数解读

Zookeeper中的配置文件zoo.cfg中参数含义解读如下:

  • tickTime =2000:通信心跳数,Zookeeper服务器与客户端心跳时间,单位毫秒
    ◆ Zookeeper使用的基本时间,服务器之间或客户端与服务器之间维持心跳的时间间隔,也就是每个tickTime时间就会发送一个心跳,时间单位为毫秒。
  • initLimit =10:LF初始通信时限
    ◆ 集群中的Follower跟随者服务器与Leader领导者服务器之间,启动时能容忍的最多心跳数
    ◆ 10*2000(10个心跳时间)如果领导和跟随者没有发出心跳通信,就视为失效的连接,领导和跟随者彻底断开
  • syncLimit =5:LF同步通信时限
    ◆ 集群启动后,Leader与Follower之间的最大响应时间单位,假如响应超过syncLimit * tickTime->10秒,Leader就认为Follwer已经死掉,会将Follwer从服务器列表中删除
  • dataDir:数据文件目录+数据持久化路径
    ◆ 主要用于保存Zookeeper中的数据。
  • dataLogDir:日志文件目录
  • clientPort =2181:客户端连接端口
    ◆ 监听客户端连接的端口。
三、Zookeeper内部原理 1.选举机制(面试重点)
  • 半数机制:集群中半数以上机器存活,集群可用。所以Zookeeper适合安装奇数台服务器
  • 虽然在配置文件中并没有指定Master和Slave。但是,Zookeeper工作时,是有一个节点为Leader,其他则为Follower,Leader是通过内部的选举机制临时产生的
  1. Server1先投票,投给自己,自己为1票,没有超过半数,根本无法成为leader,顺水推舟将票数投给了id比自己大的Server2
  2. Server2也把自己的票数投给了自己,再加上Server1给的票数,总票数为2票,没有超过半数,也无法成为leader,也学习Server1,顺水推舟,将自己所有的票数给了id比自己大的Server3
  3. Server3得到了Server1和Server2的两票,再加上自己投给自己的一票。3票超过半数,顺利成为leader
  4. Server4和Server5都投给自己,但是无法改变Server3的票数,只好听天由命,承认Server3是leader
2.节点类型
  • 持久型(persistent):
     ◆== 持久化目录节点==(persistent)客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在
     ◆ 持久化顺序编号目录节点(persistent_sequential)客户端与zookeeper断开连接后,该节点依旧存在,创建znode时设置顺序标识,znode名称后会附加一个值,顺序号是一个单调递增的计数器,由父节点维护,例如:Znode001,Znode002…
  • 短暂型(ephemeral):
     ◆ 临时目录节点(ephemeral)客户端和服务器端断开连接后,创建的节点自动删除
     ◆ 临时顺序编号目录节点(ephemeral_sequential)客户端与zookeeper断开连接后,该节点被删除,创建znode时设置顺序标识,znode名称后会附加一个值,顺序号是一个单调递增的计数器,由父节点维护,例如:Znode001,Znode002…

注意:序号是相当于i++,和数据库中的自增长类似

3.监听器原理(面试重点)

  1. 在main方法中创建Zookeeper客户端的同时就会创建两个线程,一个负责网络连接通信,一个负
    责监听
  2. 监听事件就会通过网络通信发送给zookeeper
  3. zookeeper获得注册的监听事件后,立刻将监听事件添加到监听列表里
  4. zookeeper监听到 数据变化 或 路径变化,就会将这个消息发送给监听线程
    常见的监听
     ◆ 监听节点数据的变化:get path [watch]
     ◆ 监听子节点增减的变化:ls path [watch]
  5. 监听线程就会在内部调用process方法(需要我们实现process方法内容)
4. 写数据流程

  1. Client 想向 ZooKeeper 的 Server1 上写数据,必须的先发送一个写的请求
  2. 如果Server1不是Leader,那么Server1 会把接收到的请求进一步转发给Leader。
  3. 这个Leader 会将写请求广播给各个Server,各个Server写成功后就会通知Leader。
  4. 当Leader收到半数以上的 Server 数据写成功了,那么就说明数据写成功了。
  5. 随后,Leader会告诉Server1数据写成功了。
  6. Server1会反馈通知 Client 数据写成功了,整个流程结束
四、Zookeeper实战 1.分布式安装部署

集群思路:先搞定一台服务器,再克隆出两台,形成集群!

①安装zookeeper

请参考本文 [ 二、Zookeeper本地模式安装 ]

②配置服务器编号

在/opt/zookeeper/zkData创建myid文件

[root@localhost zkData]# vim myid

在文件中添加与server对应的编号:1
其余两台服务器分别对应2和3

③配置zoo.cfg文件

打开zoo.cfg文件,增加如下配置

#######################cluster##########################
server.1=192.168.115.81:2888:3888
server.2=192.168.115.82:2888:3888
server.3=192.168.115.83:2888:3888
  • 配置参数解读 server.A=B:C:D
    A:一个数字,表示第几号服务器。集群模式下配置的/opt/zookeeper/zkData/myid文件里面的数据就是A的值
    B:服务器的ip地址
    C:与集群中Leader服务器交换信息的端口
    D:选举时专用端口,万一集群中的Leader服务器挂了,需要一个端口来重新进行选举,选出一个新的Leader,而这个端口就是用来执行选举时服务器相互通信的端口。
④配置其余两台服务器
  1. 在虚拟机数据目录vms下,创建zk02
  2. 将本台服务器数据目录下的.vmx文件和所有的.vmdk文件分别拷贝zk02下
  3. 虚拟机->文件->打开 (选择zk02下的.vmx文件)
  4. 开启此虚拟机,d出对话框,选择“我已复制该虚拟机”
  5. 进入系统后,修改linux中的ip,修改/opt/zookeeper/zkData/myid中的数值为2

第三台服务器zk03,重复上面的步骤

⑤集群 *** 作

1.每台服务器的防火墙必须关闭

[root@localhost bin]# systemctl stop firewalld.service

2.启动第1台

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh start

3.查看状态

[root@localhost bin]# ./zkServer.sh status
ZooKeeper JMX enabled by default
Using config: /opt/zookeeper/bin/../conf/zoo.cfg
Client port found: 2181. Client address: localhost.
Error contacting service. It is probably not running.

注意:因为没有超过半数以上的服务器,所以集群失败 (防火墙没有关闭也会导致失败)
4.当启动第2台服务器时
查看第1台的状态:Mode: follower
查看第2台的状态:Mode: leader

2.客户端命令行 *** 作

启动客户端

[root@localhost bin]# ./zkCli.sh

显示所有 *** 作命令

help

查看当前znode中所包含的内容

ls /

查看当前节点详细数据
zookeeper老版本使用 ls2 / ,现在已经被新命令替代

ls -s /
  • cZxid:创建节点的事务
     ○ 每次修改ZooKeeper状态都会收到一个zxid形式的时间戳,也就是ZooKeeper事务ID。
     ○ 事务ID是ZooKeeper中所有修改总的次序。
     ○ 每个修改都有唯一的zxid,如果zxid1小于zxid2,那么zxid1在zxid2之前发生。
  • ctime:被创建的毫秒数(从1970年开始)
  • mZxid:最后更新的事务zxid
  • mtime:最后修改的毫秒数(从1970年开始)
  • pZxid:最后更新的子节点zxid
  • cversion:创建版本号,子节点修改次数
  • dataVersion:数据变化版本号
  • aclVersion:权限版本号
  • ephemeralOwner:如果是临时节点,这个是znode拥有者的session id。如果不是临时节点则是0。
  • dataLength:数据长度
  • numChildren:子节点数

分别创建2个普通节点

  • 在根目录下,创建中国和美国两个节点
create /china
create /usa
  • 在根目录下,创建俄罗斯节点,并保存“普京”数据到节点上
create /ru "pujing"
  • 多级创建节点
    在日本下,创建东京 “冷”
    japan必须提前创建好,否则报错 “节点不存在”
create /japan/Tokyo "cold"

获得节点的值

get /japan/Tokyo

创建短暂节点:创建成功之后,quit退出客户端,重新连接,短暂的节点消失

create -e /uk
ls /
quit
ls /

创建带序号的节点

  • 在俄罗斯ru下,创建3个city
create -s /ru/city # 执行三次
ls /ru
[city0000000000, city0000000001, city0000000002]
  • 如果原来没有序号节点,序号从0开始递增。
  • 如果原节点下已有2个节点,则再排序时从2开始,以此类推

修改节点数据值

set /japan/Tokyo "too cold"

监听 节点的值变化 或 子节点变化(路径变化)

  • 在server3主机上注册监听/usa节点的数据变化
addWatch /usa
  • 在Server1主机上修改/usa的数据
set /usa "baideng"
  • Server3会立刻响应
    WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeDataChanged path:/usa
  • 如果在Server1的/usa下面创建子节点NewYork
create /usa/NewYork
  • Server3会立刻响应
WatchedEvent state:SyncConnected type:NodeCreatedpath:/usa/NewYork

删除节点

delete /usa/NewYork

递归删除节点 (非空节点,节点下有子节点)

deleteall /ru

不仅删除/ru,而且/ru下的所有子节点也随之删除

3.API应用 ①IDEA环境搭建
  1. 创建一个Maven工程
  2. 添加pom文件
	
        
            org.apache.logging.log4j
            log4j-core
            2.8.2
        
        
            org.apache.zookeeper
            zookeeper
            3.6.0
        
        
            junit
            junit
            4.12
        
    
  1. 在resources下创建log4j.properties
log4j.rootLogger=INFO, stdout
log4j.appender.stdout=org.apache.log4j.ConsoleAppender
log4j.appender.stdout.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.stdout.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n

log4j.appender.logfile=org.apache.log4j.FileAppender
log4j.appender.logfile.File=target/zk.log
log4j.appender.logfile.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
log4j.appender.logfile.layout.ConversionPattern=%d %p [%c] - %m%n
②创建ZooKeeper客户端
	//zookeeper集群的ip和端口
    private String connectionString = "192.168.117.128:2181,192.168.117.129:2181,192.168.117.130:2181";

    //session超时的时间
    //时间不宜设置太小 因为连接zookeeper和加载集群环境会因为性能原因延迟略高
    //如果时间太少,还没有创建好客户端,就开始 *** 作节点,会报错的
    private int sessionTimeout = 60*1000;

    //zookeeper客户端对象
    private ZooKeeper zkClient;

    @Test
    public void init() throws Exception {
        zkClient = new ZooKeeper(connectionString, sessionTimeout, new Watcher() {
            public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
                System.out.println("得到监听反馈,再进行业务处理!");
                System.out.println(watchedEvent.getType());
            }
        });
    }
③创建节点

一个ACL对象就是一个Id和permission对

  • 表示哪个/哪些范围的Id(Who)在通过了怎样的鉴权(How)之后,就允许进行那些 *** 作(What):Who How What;
  • permission(What)就是一个int表示的位码,每一位代表一个对应 *** 作的允许状态。
  • 类似linux的文件权限,不同的是共有5种 *** 作:CREATE、READ、WRITE、DELETE、
    ADMIN(对应更改ACL的权限)
     ○ OPEN_ACL_UNSAFE:创建开放节点,允许任意 *** 作 (用的最少,其余的权限用的很少)
     ○ READ_ACL_UNSAFE:创建只读节点
     ○ CREATOR_ALL_ACL:创建者才有全部权限
	@Before
    public void init() throws Exception {
        zkClient = new ZooKeeper(connectionString, sessionTimeout, new Watcher() {
            public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
                System.out.println("得到监听反馈,再进行业务处理!");
                System.out.println(watchedEvent.getType());
            }
        });
    }

    //创建节点
    @Test
    public void createNode() throws Exception {
        // 参数1:要创建的节点的路径
        // 参数2:节点数据
        // 参数3:节点权限
        // 参数4:节点的类型
        String nodeCreated = zkClient.create("/zk", "AME".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.PERSISTENT);
        System.out.println("nodeCreated = " + nodeCreated);
    }
④查询节点的值
	//获取节点上的值
    @Test
    public void getNodeData() throws Exception{
        byte[] bytes = zkClient.getData("/zk", false, new Stat()); // 路径不存在时会报错
        String str = new String(bytes);
        System.out.println("/zk节点的数据:" + str);
    }
⑤修改节点的值
	//修改节点上的值
    @Test
    public void update() throws Exception{
        Stat stat = zkClient.setData("/zk", "AMEameame".getBytes(), 0); //先查看节点详情,获得dataVersion = 0
        System.out.println(stat);
    }
⑥删除节点
	//删除节点
    @Test
    public void delete() throws Exception {
        zkClient.delete("/zk", 1); // 先查看节点详情,获得dataVersion = 1
        System.out.println("删除成功!");
    }
⑦获取子节点
	//获取子节点
    @Test
    public void getChildren() throws Exception {
        List children = zkClient.getChildren("/china",false); // false:不监听
        for (String child : children) {
            System.out.println(child);
        }
    }
⑧监听子节点的变化
	//监听根节点下面的变化
    @Test
    public void watchChildren() throws Exception {
        List children = zkClient.getChildren("/", true); // true:注册监听
        for (String child : children) {
            System.out.println(child);
        }
        // 让线程不停止,等待监听的响应
        //Thread.sleep(1000000000);
        System.in.read();
    }
⑨判断Znode是否存在
	//判断Znode是否存在
    @Test
    public void exist() throws Exception {
        Stat stat = zkClient.exists("/zk", false);
        System.out.println(stat == null ? "不存在" : "存在");
    }
4. 案例-模拟美团商家上下线 ①需求

模拟美团服务平台,商家营业通知,商家打烊通知
提前在根节点下,创建好 /meituan 节点

②商家服务类
public class ShopServer {
    private String connectionString = "192.168.117.128:2181,192.168.117.129:2181,192.168.117.130:2181";
    private int sessionTimeout = 60 * 1000;
    private ZooKeeper zkClient;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        ShopServer shop = new ShopServer();
        //1.连接zookeeper集群
        shop.getConnection();
        //2.将服务节点注册到zookeeper
        shop.register(args[0]);
        //3.业务逻辑处理
        shop.business(args[0]);
    }
    //创建客户端,连接到zookeeper
    public void getConnection() throws Exception{
        zkClient = new ZooKeeper(connectionString, sessionTimeout, new Watcher() {
            @Override
            public void process(WatchedEvent watchedEvent) {

            }
        });
    }
    //注册到zookeeper
    public void register(String shopName) throws Exception{
        //EPHEMERAL_SEQUENTIAL临时有序的节点
        String s = zkClient.create("/meituan/shop", shopName.getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
        System.out.println("[" + shopName + "]" + "开始营业了!" + s);
    }
    //做买卖
    public void business(String shopName) throws Exception{
        System.out.println("[" + shopName + "]正在营业中!");
        System.in.read();
    }
}
③客户类
public class Customers {
    private String connectionString = "192.168.117.128:2181,192.168.117.129:2181,192.168.117.130:2181";
    private int sessionTimeout = 60 * 1000;
    private ZooKeeper zkClient;
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Customers client = new Customers();
        //1.获取zookeeper连接
        client.getConnection();
        //2.获取meituan下的所有子节点
        client.getShopList();
        //3.业务逻辑处理
        client.business();
    }
    //创建客户端,连接到zookeeper
    public void getConnection() throws Exception{
        zkClient = new ZooKeeper(connectionString, sessionTimeout, new Watcher() {
            @Override
            public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
                //再次获取商家列表
                try {
                    getShopList();
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        });
    }
    //再次获取商家列表
    private void getShopList() throws Exception {
        //1.获取服务器子节点信息,并对父节点进行监听
        List shops = zkClient.getChildren("/meituan", true);
        //2.声明存储服务器信息的集合
        ArrayList shopList = new ArrayList<>();
        for (String shop : shops) {
            byte[] bytes = zkClient.getData("/meituan/" + shop, false, new Stat());
            shopList.add(new String(bytes));
        }
        System.out.println("目前正在营业的商家 " + shopList);
    }
    private void business() throws Exception {
        System.out.println("用户正在浏览商家。。。");
        System.in.read();
    }
}

1.运行客户类,就会得到商家列表
2.首先在linux中添加一个商家,然后观察客户端的控制台输出(商家列表会立刻更新出最新商家),多添加几个,也会实时输出商家列表

create /meituan/KFC "KFC"
create /meituan/BKC "BurgerKing"
create /meituan/baozi "baozi"

3.在linux中删除商家,在客户端的控制台也会实时看到商家移除后的最新商家列表

delete /meituan/baozi

4.运行商家服务类(以main方法带参数的形式运行)

5.案例-分布式锁-商品秒杀
  • 锁:我们在多线程中接触过,作用就是让当前的资源不会被其他线程访问!
      ○ 我的日记本,不可以被别人看到。所以要锁在保险柜中
      ○ 当我打开锁,将日记本拿走了,别人才能使用这个保险柜
  • 在zookeeper中使用传统的锁引发的 “羊群效应” :1000个人创建节点,只有一个人能成功,999人需要等待!
  • 羊群是一种很散乱的组织,平时在一起也是盲目地左冲右撞,但一旦有一只头羊动起来,其他的羊也会不假思索地一哄而上,全然不顾旁边可能有的狼和不远处更好的草。羊群效应就是比喻人都有一种从众心理,从众心理很容易导致盲从,而盲从往往会陷入骗局或遭到失败。
  • 避免“羊群效应”,zookeeper采用分布式锁
  1. 所有请求进来,在/lock下创建 临时顺序节点 ,放心,zookeeper会帮你编号排序
  2. 判断自己是不是/lock下最小的节点
    a.是,获得锁(创建节点)
    b.否,对前面小我一级的节点进行监听
  3. 获得锁请求,处理完业务逻辑,释放锁(删除节点),后一个节点得到通知(比你年轻的死了,你成为最嫩的了)
  4. 重复步骤2

实现步骤

①初始化数据库

创建数据库zkproduct,使用默认的字符集utf8

-- 商品表
create table product(
	id int primary key auto_increment, -- 商品编号
	product_name varchar(20) not null, -- 商品名称
	stock int not null, -- 库存
	version int not null -- 版本
)
insert into product (product_name,stock,version) values('锦鲤-清空购物车-大奖',5,0)
-- 订单表
create table `order`(
	id varchar(100) primary key, -- 订单编号
	pid int not null, -- 商品编号
	userid int not null -- 用户编号
)
②搭建工程

搭建ssm框架,对库存表-1,对订单表+1



    
    4.0.0
    com.zk
    zk_product
    1.0-SNAPSHOT
    war
    
        5.2.7.RELEASE
        
        UTF-8
        
        UTF-8
        11
        11
        11
    
    
        
        
            org.springframework
            spring-context
            ${spring.version}
        
        
            org.springframework
            spring-beans
            ${spring.version}
        
        
            org.springframework
            spring-webmvc
            ${spring.version}
        
        
            org.springframework
            spring-jdbc
            ${spring.version}
        
        
        
            org.mybatis
            mybatis
            3.5.5
        
        
            org.mybatis
            mybatis-spring
            2.0.5
        
        
        
            com.alibaba
            druid
            1.1.10
        
        
        
            mysql
            mysql-connector-java
            8.0.20
        
        
        
            junit
            junit
            4.12
            test
        
        
        
            org.apache.curator
            curator-recipes
            4.2.0 
        
    
    
        
            
            
                org.apache.tomcat.maven
                
                tomcat7-maven-plugin
                
                    8001
                    /
                
                
                    
                        
                        package
                        
                            run
                        
                    
                
            
        
    





    
    
        
    




    
    
    
    
        
        
        
        
        
        
    
    
    
        
        
    
    
    
    
        
    
    
    
        
    
    
    




    
        springMVC
        org.springframework.web.servlet.DispatcherServlet
        
            contextConfigLocation
            classpath:spring/spring.xml
        
        1
        true
    
    
        springMVC
        /
    

public class Order implements Serializable {
    private String id;
    private int pid;
    private int userid;
    getter/setter 
}
public class Product implements Serializable {
    private int id;
    private String product_name;
    private int stock;
    private int version;
    getter/setter 
}
@Mapper
@Component
public interface OrderMapper {
    // 生成订单
    @Insert("insert into `order` (id,pid,userid) values (#{id},#{pid},#{userid})")
    int insert(Order order);
}
@Mapper
@Component
public interface ProductMapper {
    // 查询商品(目的查库存)
    @Select("select * from product where id = #{id}")
    Product getProduct(@Param("id") int id);
    // 减库存
    @Update("update product set stock = stock-1 where id = #{id}")
    int reduceStock(@Param("id") int id);
}
@Service
public class ProductServiceImpl implements ProductService {
    @Autowired
    ProductMapper productMapper;
    @Autowired
    OrderMapper orderMapper;
    public void reduceStock(int id) throws Exception {
        // 1.获取库存(根据商品id查询商品)
        Product product = productMapper.getProduct(id);
        // 模拟网络延迟
        //Thread.sleep(1000);
        if(product.getStock() <= 0){
            throw new RuntimeException("已抢光!");
        }
        // 2.减库存
        int i = productMapper.reduceStock(id);
        if(i == 1){
            //3.生成订单
            Order order = new Order();
            //UUID工具类生成订单号
            order.setId(UUID.randomUUID().toString());
            order.setPid(id);
            order.setUserid(101);
            orderMapper.insert(order);
        }else{
            throw new RuntimeException("减库存失败,请重试!");
        }
    }
}
@Controller
public class ProductAction {
	@Autowired
	private ProductService productService;
	@GetMapping("/product/reduce")
	@ResponseBody
	public Object reduceStock(int id) throws Exception{
		productService.reduceStock(id);
		return "ok";
	}
}
③启动测试
  1. 启动两次工程,端口号分别8001和8002
  2. 使用nginx做负载均衡
upstream sga{
	server 192.168.117.128:8001;
	server 192.168.117.128:8002;
}
server {
	listen 80;
	server_name localhost;
	#charset koi8-r;
	#access_log logs/host.access.log main;
	location / {
	proxy_pass http://zk;
	root html;
	index index.html index.htm;
}
  1. 使用 JMeter 模拟1秒内发出10个http请求

    下载地址:http://jmeter.apache.org/download_jmeter.cgi
    点击此处进行下载

  1. 查看测试结果,10次请求全部成功
  2. 查看数据库,stock库存变成 -5 (并发导致的数据结果错误)
④apahce提供的zookeeper客户端

基于zookeeper原生态的客户端类实现分布式是非常麻烦的,我们使用apahce提供了一个zookeeper客户端来实现
Curator:http://curator.apache.org/
点击此处下载


	org.apache.curator
	curator-recipes
	4.2.0 

recipes是curator族谱大全,里面包含zookeeper和framework

⑤在控制层中加入分布式锁的逻辑代码
@Controller
public class ProductAction {
    @Autowired
    private ProductService productService;
    private static String connectString = "192.168.117.128:2181,192.168.117.129:2181,192.168.117.130:2181";
    @GetMapping("/product/reduce")
    @ResponseBody
    public Object reduceStock(int id) throws Exception{
        //1.创建curator工具对象
        // 重试策略 (1000毫秒试1次,最多试3次)
        RetryPolicy retryPolicy = new ExponentialBackoffRetry(1000, 3);
        Curatorframework client = CuratorframeworkFactory.newClient(connectString, retryPolicy);
        client.start();
        //2.根据工具对象创建“内部互斥锁”
        InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, "/product_"+id);
        try {
            //3.加锁
            lock.acquire();
            productService.reduceStock(id);
        }catch(Exception e){
            if(e instanceof RuntimeException){
                throw e;
            }
        }finally{
            //4.释放锁
            lock.release();
        }
        return "ok";
    }
}
⑥再次测试,并发问题解决!

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