Zookeeper Python应用 - 独占分布式锁

所谓保持独占,就是所有试图来获取这个锁的客户端,最终只有一个可以成功获得这把锁。通常的做法是把zk上的一个znode看作是一把锁,通过create znode的方式来实现。所有客户端都去创建 /distribute_lock 节点,最终成功创建的那个客户端也即拥有了这把锁。

#!/usr/bin/env python2.7
# -*- coding: utf8 -*-
"""
File: zklock.py
Brief: 分布式锁

Author:
Date:
"""

import logging, os, time
from kazoo.client import KazooClient
from kazoo.recipe.lock import Lock

class ZKDistributedLock():
    def __init__(self, hosts, name, logger=None, timeout=1):
        """
        :param hosts: zookeeper主机地址
        :
### 分布式锁的使用场景 分布式锁主要用于解决分布式系统中的资源竞争问题,确保多个节点之间的操作不会因为并发访问而导致数据不一致。其主要应用场景包括但不限于: - **库存扣减**:在电商系统中,为了避免商品库存因并发请求而超卖,可以通过分布式锁确保每次库存更新操作的原子性[^3]。 - **秒杀活动**:高并发环境下,通过分布式锁控制对有限资源的竞争访问,防止重复下单或超量购买[^3]。 - **缓存更新**:当需要更新共享缓存时,分布式锁可以避免多个实例同时写入缓存造成的数据混乱[^3]。 - **订单生成**:在生成唯一订单号或其他全局唯一的标识符时,分布式锁能保证编号的连续性和唯一性[^3]。 --- ### 分布式锁的实现方式 分布式锁通常基于一些可靠的中间件来实现,以下是常见的几种实现方式及其特点: #### 1. 基于 Redis 的分布式锁 Redis 是一种高性能的内存数据库,适合用于实现分布式锁。其实现有两种常见的方式: - **SETNX 方式**:利用 `SETNX` 命令设置键值对,只有不存在该键时才能成功设置。这种方式简单高效,但需要注意锁的自动过期机制以及可能引发的死锁问题[^1]。 - **Redlock 算法**:由 Antirez 提出的一种改进算法,在多台 Redis 实例之间协调锁的状态,提高系统的可靠性。配合 Redisson 工具库,还能进一步增强功能,例如通过 Watchdog 自动续租锁,防止业务未完成就被误释放[^2]。 #### 2. 基于 ZooKeeper分布式锁 ZooKeeper 是一个高效的分布式协调服务工具,适用于构建复杂的分布式锁机制。它的临时顺序节点特性非常适合用来实现分布式锁- 创建一个以 `/lock/` 开头的临时顺序节点,所有客户端尝试创建相同的路径名。最小序号的节点获得锁,其他节点则监听前驱节点的变化并等待机会抢夺锁[^3]。 - 支持多种类型的锁(如独占锁、共享锁),并且具备良好的容灾能力,即使某些节点宕机也不会影响整体运行状态[^3]。 #### 3. 基于 MySQL 的分布式锁 虽然性能不如 Redis 和 ZooKeeper 高效,但在某些特定场景下也可以借助数据库表实现简单的分布式锁- 插入一条记录作为锁标志,如果插入失败说明已被占用;删除这条记录表示解锁过程结束[^3]。 - 此种方法容易受到数据库连接数限制的影响,并且缺乏像 Redis 这样的快速响应速度,因此仅推荐应用于低频次需求场合[^3]。 --- ### 总结 无论是哪种技术选型,设计合理的分布式锁都应考虑以下几个方面的要求——互斥性、可重入性、高可用性、高性能表现以及是否支持阻塞模式与公平策略等属性[^3]。实际开发过程中需根据具体业务背景权衡利弊做出最佳决策。 ```python import redis # 示例代码展示如何使用 Redis 实现基础版分布式锁 class RedisDistributedLock: def __init__(self, client, key, timeout=10): self.client = client self.key = key self.timeout = timeout def acquire(self): return self.client.set(self.key, 'locked', nx=True, ex=self.timeout) def release(self): if self.client.get(self.key) == b'locked': self.client.delete(self.key) ```
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