基于ZooKeeper的分布式锁实现

今天介绍基于ZooKeeper的分布式锁的简单实现，包括阻塞锁和非阻塞锁。同时增加了网上很少介绍的基于节点的非阻塞锁实现，主要是为了加深对ZooKeeper的理解。
维基百科：分布式锁，是控制分布式系统之间同步访问共享资源的一种方式。在分布式系统中，常常需要协调他们的动作。如果不同的系统或是同一个系统的不同主机之间共享了一个或一组资源，那么访问这些资源的时候，往往需要互斥来防止彼此干扰来保证一致性，在这种情况下，便需要使用到分布式锁。

1 阻塞锁和非阻塞锁

根据业务特点，普通分布式锁有两种需求：阻塞锁和非阻塞锁。
阻塞锁：多个系统同时调用同一个资源，所有请求被排队处理。已经得到分布式锁的系统，进入运行状态完成业务操作；没有得到分布式锁的线程进入阻塞状态等待，当获得相应的信号并获得分布式锁后，进入运行状态完成业务操作。

非阻塞锁：多个系统同时调用同一个资源，当某一个系统最先获取到锁，进入运行状态完成业务操作；其他没有得到分布式锁的系统，就直接返回，不做任何业务逻辑，可以给用户提示进行其他操作。

2 锁代码简单设计

基于ZooKeeper实现锁，一般都是创建EPHEMERAL_SEQUENTIAL子节点并比较序号实现的。参照Redis的分布式锁实现，也可以使用EPHEMERAL节点实现。

3 分布式锁代码

完整代码比较多，占篇幅。在文中只保留了关键的代码。

3.1 分布式锁接口定义

ZooKeeperLock.java

public interface ZooKeeperLock {
  /**
   * 尝试获取锁
   *
   * @param guidNodeName 用于加锁的唯一节点名
   * @param clientGuid 用于唯一标识当前客户端的ID
   * @return
   */
  boolean lock(String guidNodeName, String clientGuid);
 
  /**
   * 释放锁
   *
   * @param guidNodeName 用于加锁的唯一节点名
   * @param clientGuid 用于唯一标识当前客户端的ID
   * @return
   */
  boolean release(String guidNodeName, String clientGuid);
 
  /**
   * 锁是否已经存在
   *
   * @param guidNodeName 用于加锁的唯一节点名
   * @return
   */
  boolean exists(String guidNodeName);
}

3.2 基于节点实现的非阻塞锁

NodeBlocklessLock.java

public class NodeBlocklessLock extends ZooKeeperBase implements ZooKeeperLock {
  /** 尝试获取锁 */
  public boolean lock(String guidNodeName, String clientGuid) {
    boolean result = false;
    if (getZooKeeper().exists(guidNodeName, false) == null) {
      getZooKeeper().create(guidNodeName, clientGuid.getBytes(),
          ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
      byte[] data = getZooKeeper().getData(guidNodeName, false, null);
      if (data != null && clientGuid.equals(n