【C#|.NET】分布式鎖服務

背景

　　分布式鎖服務在大家的項目中或許用的不多，因為大家都把排他放在資料庫那一層來擋。當大量的行鎖、表鎖、事務充斥着資料庫的時候，不如換個角度思考問題。一般web應用很多的瓶頸都在資料庫上，這裡給大家介紹的是減輕資料庫鎖負擔的一種方案。

簡介

　　如果我們的需求很簡單，例如對于使用者的賬戶資金，要保證原子性操作。并且不同的用戶端在同一時間内隻能送出一個對象操作。lock、單例？！在單台上還可以，但是大型web項目上，負載均衡是常用的技術手段手段，同一意義的對象可能存在不同的副本，這時我們又如何保證排他操作。資料庫的事務！除了這個，接下來我們引出本章的主題、分布式鎖服務。　　

　　一個簡單的鎖服務實作起來并不難，甚至利用memcache很快就能構造一套分布式鎖系統。我們隻需要在操作對象時寫入kv鍵值對，操作完畢時釋放kv，在讀取對象時判斷kv中是否有資料就可以了，我們甚至還可以給它一個預設的釋放時間。

　　這是一種解決方案，但是如果我們的要求更高一點，我們需要權限認證（例如隻能來自xxx域名的請求）、需要上下級節點關聯（例如一個使用者的資金賬戶被鎖住，同時鎖住他的購物車、積分等）、需要螢幕回調、甚至需要考慮單點故障問題。那麼，蟲子在這裡推薦另一套方案----zookeeper。

zookeeper

　　Zookeeper是Hadoop中的一個子產品。是一個分布式的，開源的分布式應用程式協調服務，用它可以來現同步服務，配置維護。

　　更多的内容大家看文檔吧或者直接網上搜一下，理論性的内容寫多了讓人困。我們直接看實踐。

性能篇

　　伺服器ubuntu （虛拟機一台）

　　用戶端window2003

　　服務端安裝好java環境 然後跟着官方的介紹部署

　　

　　啟動zkserver

　　我們測試下鎖服務相關的操作

　　ps：試下本機的windows2003  因為是本地環境 不于上面做對比 僅看看zookeeper本身的資料處理效率

功能篇

　　一張圖就可以介紹完普通功能

　　再看下watcher　　

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<code>public</code> <code>class</code> <code>MyWatch : IWatcher</code>

<code>    </code><code>{</code>

<code>        </code><code>public</code> <code>void</code> <code>Process(WatchedEvent qevent)</code>

<code>        </code><code>{</code>

<code>            </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"this is MyWatch"</code><code>);</code>

<code>        </code><code>}    </code>

<code>    </code><code>}</code>

<code>public</code> <code>class</code> <code>MyWatch2 : IWatcher</code>

<code>            </code><code>Console.WriteLine(</code><code>"this is MyWatch2"</code><code>);</code>

<code>        </code><code>}  </code>

 建立連接配接時 new ZooKeeper("192.168.206.129:2181", new TimeSpan(0, 0, 0, 4000), new MyWatch());

檢查是否存在時zk.Exists(Dir, new MyWatch2());

擷取資料時zk.GetData(Dir, new MyWatch2(), stat);

我們再運作一遍之前的demo  去掉delete操作

加上delete操作

 淺析

　　建立連接配接：

　　1.擷取服務主機清單

　　2.設定逾時時間

　　3.注冊用戶端事件

　　4.以線程安全的方式建立請求連接配接（啟動用戶端請求隊列，循環隊列基于socket通信、根據請求類型執行不同的請求動作）

　　請求流程：

　　構造請求頭、構造request,reponse、構造響應頭、構造Packet對象,packet對象準備好後，把整個對象放入一個outgoingQueue 

packet被放入outgoingQueue中，等待SendThread把packet對應的内容發送給server。server處理分3步在doio方法中ReadLength ReadConnectResult ReadResponse，直到ReadResponse方法中确定packet請求結束。

　　響應流程：

　　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watcher關注的内容有變化時的notification

　　鎖相關部分API方法：

　　建立節點：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 建立持久化節點，對應機器關閉連接配接後節點/資料不會消失

　　PERSISTENT_SEQUENTIAL 如果PATH是以’/’結尾則以這個PATH作為父節點，建立一個子節點，其子節點名字是一個按先後順序排列的數值；否則建立一個名字是‘/’後面字元加上先後順序排列的數值字元串的節點，同樣建立持久節點

　　EPHEMERAL 建立瞬時節點，Zookeeper在感覺連接配接機器當機後會清除它建立的瞬時節點

　　EPHEMERAL_SEQUENTIAL 穿件瞬時順序節點，和PERSISTENT_SEQUENTIAL一樣，差別在于它是瞬時的

　　删除節點 delete

　　demo ：zk.Delete(Dir, -1);

　　前一個參數代表節點名稱（一般用作路徑），後一個是版本号 -1表示全比對

　　檢視節點 exists

　　demo ： zk.Exists(Dir, new MyWatch2());

　　擷取資料 getData 

　　demo ：zk.GetData(Dir, new MyWatch2(), stat);

　　擷取一個節點的資料，可注入watcher 　　

　　設定資料 setData 

　　demo ： zk.SetData(Dir, new byte[1], 1);

　　擷取下級節點集合 GetChildren

　　demo ：zk.GetChildren(Dir, true);

　　存儲

　　znodes類似檔案和目錄。但它不是一個典型的檔案系統，zookeeper資料儲存在記憶體中，這意味着zookeeper可以實作高吞吐量和低延遲。

　　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()涉及到删除資料和子節點，會同時觸發data watches和child watches。

　　算法

　　Paoxs算法 本篇中僅用單台server做demo 改個時間詳細介紹下Paoxs　　

 本篇先到此 希望對大家有幫助

本文轉自 熬夜的蟲子  51CTO部落格，原文連結:http://blog.51cto.com/dubing/791464