【C#|.NET】分布式鎖服務(wù)
背 景
分布式鎖服務(wù)在大家的項(xiàng)目中或許用的不多，因?yàn)榇蠹叶及雅潘旁跀?shù)據(jù)庫那一層來擋。當(dāng)大量的行鎖、表鎖、事務(wù)充斥著數(shù)據(jù)庫的時(shí)候，不如換個(gè)角度思考問題。一般web應(yīng)用很多的瓶頸都在數(shù)據(jù)庫上，這里給大家介紹的是減輕數(shù)據(jù)庫鎖負(fù)擔(dān)的一種方案。
簡 介
如果我們的需求很簡單，例如對于用戶的賬戶資金，要保證原子性操作。并且不同的客戶端在同一時(shí)間內(nèi)只能提交一個(gè)對象操作。lock、單例？！在單臺上還可以，但是大型web項(xiàng)目上，負(fù)載均衡是常用的技術(shù)手段手段，同一意義的對象可能存在不同的副本，這時(shí)我們又如何保證排他操作。數(shù)據(jù)庫的事務(wù)！除了這個(gè)，接下來我們引出本章的主題、分布式鎖服務(wù)。
一個(gè)簡單的鎖服務(wù)實(shí)現(xiàn)起來并不難，甚至利用memcache很快就能構(gòu)造一套分布式鎖系統(tǒng)。我們只需要在操作對象時(shí)寫入kv鍵值對，操作完畢時(shí)釋放kv，在讀取對象時(shí)判斷kv中是否有數(shù)據(jù)就可以了，我們甚至還可以給它一個(gè)默認(rèn)的釋放時(shí)間。
這是一種解決方案，但是如果我們的要求更高一點(diǎn)，我們需要權(quán)限認(rèn)證（例如只能來自xxx域名的請求）、需要上下級節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)（例如一個(gè)用戶的資金賬戶被鎖住，同時(shí)鎖住他的購物車、積分等）、需要監(jiān)視器回調(diào)、甚至需要考慮單點(diǎn)故障問題。那么，蟲子在這里推薦另一套方案----zookeeper。
zookeeper
官方文檔：http://zookeeper.apache.org/doc/r3.3.2/zookeeperOver.html#ch_DesignOverview
下載：http://zookeeper.apache.org/releases.html
Zookeeper是Hadoop中的一個(gè)模塊。是一個(gè)分布式的，開源的分布式應(yīng)用程序協(xié)調(diào)服務(wù)，用它可以來現(xiàn)同步服務(wù)，配置維護(hù)。
更多的內(nèi)容大家看文檔吧或者直接網(wǎng)上搜一下，理論性的內(nèi)容寫多了讓人困。我們直接看實(shí)踐。
性能篇
服務(wù)器ubuntu （虛擬機(jī)一臺）
客戶端window2003
服務(wù)端安裝好java環(huán)境 然后跟著官方的介紹部署
啟動zkserver
我們測試下鎖服務(wù)相關(guān)的操作
ps：試下本機(jī)的windows2003 因?yàn)槭潜镜丨h(huán)境 不于上面做對比 僅看看zookeeper本身的數(shù)據(jù)處理效率
功能篇
一張圖就可以介紹完普通功能
再看下watcher
- public class MyWatch : IWatcher
- {
- public void Process(WatchedEvent qevent)
- {
- Console.WriteLine("this is MyWatch");
- }
- }
- public class MyWatch2 : IWatcher
- {
- public void Process(WatchedEvent qevent)
- {
- Console.WriteLine("this is MyWatch2");
- }
- }
創(chuàng)建連接時(shí) new ZooKeeper("192.168.206.129:2181", new TimeSpan(0, 0, 0, 4000), new MyWatch());
檢查是否存在時(shí)zk.Exists(Dir, new MyWatch2());
獲取數(shù)據(jù)時(shí)zk.GetData(Dir, new MyWatch2(), stat);
我們再運(yùn)行一遍之前的demo 去掉delete操作
加上delete操作
淺 析
創(chuàng)建連接：
- 獲取服務(wù)主機(jī)列表
- 設(shè)置超時(shí)時(shí)間
- 注冊客戶端事件
- 以線程安全的方式創(chuàng)建請求連接（啟動客戶端請求隊(duì)列，循環(huán)隊(duì)列基于socket通信、根據(jù)請求類型執(zhí)行不同的請求動作）
請求流程：
構(gòu)造請求頭、構(gòu)造request,reponse、構(gòu)造響應(yīng)頭、構(gòu)造Packet對象,packet對象準(zhǔn)備好后，把整個(gè)對象放入一個(gè)outgoingQueue
packet被放入outgoingQueue中，等待SendThread把packet對應(yīng)的內(nèi)容發(fā)送給server。server處理分3步在 doio方法中ReadLength ReadConnectResult ReadResponse，直到ReadResponse方法中確定packet請求結(jié)束。
響應(yīng)流程：
針對心跳的ping請求的resp，針對auth請求的resp，一般接口請求的resp，如果接口請求要求了watcher，當(dāng)watcher關(guān)注的內(nèi)容有變化時(shí)的notification
鎖相關(guān)部分API方法：
創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)：create
demo：zk.Create(Dir, severname.GetBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.Persistent);
其中CreateMode分為4類Persistent、PersistentSequential、Ephemeral、EphemeralSequential
PERSISTENT 創(chuàng)建持久化節(jié)點(diǎn)，對應(yīng)機(jī)器關(guān)閉連接后節(jié)點(diǎn)/數(shù)據(jù)不會消失
PERSISTENT_SEQUENTIAL 如果PATH是以’/’結(jié)尾則以這個(gè)PATH作為父節(jié)點(diǎn)，創(chuàng)建一個(gè)子節(jié)點(diǎn)，其子節(jié)點(diǎn)名字是一個(gè)按先后順序排列的數(shù)值；否則創(chuàng)建一個(gè)名字是‘/’后面字符加上先后順序排列的數(shù)值字符串的節(jié)點(diǎn)，同樣創(chuàng)建持久節(jié)點(diǎn)
EPHEMERAL 創(chuàng)建瞬時(shí)節(jié)點(diǎn)，Zookeeper在感知連接機(jī)器宕機(jī)后會清除它創(chuàng)建的瞬時(shí)節(jié)點(diǎn)
EPHEMERAL_SEQUENTIAL 穿件瞬時(shí)順序節(jié)點(diǎn)，和PERSISTENT_SEQUENTIAL一樣，區(qū)別在于它是瞬時(shí)的
刪除節(jié)點(diǎn) delete
demo ：zk.Delete(Dir, -1);
前一個(gè)參數(shù)代表節(jié)點(diǎn)名稱（一般用作路徑），后一個(gè)是版本號 -1表示全匹配
查看節(jié)點(diǎn) exists
demo ： zk.Exists(Dir, new MyWatch2());
獲取數(shù)據(jù) getData
demo ：zk.GetData(Dir, new MyWatch2(), stat);
獲取一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可注入watcher
設(shè)置數(shù)據(jù) setData
demo ： zk.SetData(Dir, new byte[1], 1);
獲取下級節(jié)點(diǎn)集合 GetChildren
demo ：zk.GetChildren(Dir, true);
存 儲
znodes類似文件和目錄。但它不是一個(gè)典型的文件系統(tǒng)，zookeeper數(shù)據(jù)保存在內(nèi)存中，這意味著zookeeper可以實(shí)現(xiàn)高吞吐量和低延遲。
watcher
Zookeeper有兩種watches，一種是data watches，另一種是child watches。其中，getData()和exists()以及create()等會添加data watches，getChildren()會添加child watches。而delete()涉及到刪除數(shù)據(jù)和子節(jié)點(diǎn)，會同時(shí)觸發(fā)data watches和child watches。
詳細(xì)可以參考：http://www.geminikwok.com/2011/09/08/%E6%B5%85%E8%B0%88zookeeper-watch%E4%BA%8B%E4%BB%B6/
算 法
Paoxs算法 本篇中僅用單臺server做demo 改個(gè)時(shí)間詳細(xì)介紹下Paoxs
本篇先到此 希望對大家有幫助
原文鏈接：http://dubing.blog.51cto.com/3911153/791464
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