【C#|.NET】分布式锁服务

背景

　　分布式锁服务在大家的项目中或许用的不多，因为大家都把排他放在数据库那一层来挡。当大量的行锁、表锁、事务充斥着数据库的时候，不如换个角度思考问题。一般web应用很多的瓶颈都在数据库上，这里给大家介绍的是减轻数据库锁负担的一种方案。

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简介

　　如果我们的需求很简单，例如对于用户的账户资金，要保证原子性操作。并且不同的客户端在同一时间内只能提交一个对象操作。lock、单例？！在单台上还可以，但是大型web项目上，负载均衡是常用的技术手段手段，同一意义的对象可能存在不同的副本，这时我们又如何保证排他操作。数据库的事务！除了这个，接下来我们引出本章的主题、分布式锁服务。　　

　　一个简单的锁服务实现起来并不难，甚至利用memcache很快就能构造一套分布式锁系统。我们只需要在操作对象时写入kv键值对，操作完毕时释放kv，在读取对象时判断kv中是否有数据就可以了，我们甚至还可以给它一个默认的释放时间。

　　这是一种解决方案，但是如果我们的要求更高一点，我们需要权限认证（例如只能来自xxx域名的请求）、需要上下级节点关联（例如一个用户的资金账户被锁住，同时锁住他的购物车、积分等）、需要监视器回调、甚至需要考虑单点故障问题。那么，虫子在这里推荐另一套方案----zookeeper。

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zookeeper

　　官方文档：http://zookeeper.apache.org/doc/r3.3.2/zookeeperOver.html#ch_DesignOverview

　　下载：http://zookeeper.apache.org/releases.html

　　Zookeeper是Hadoop中的一个模块。是一个分布式的，开源的分布式应用程序协调服务，用它可以来现同步服务，配置维护。

　　更多的内容大家看文档吧或者直接网上搜一下，理论性的内容写多了让人困。我们直接看实践。

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性能篇

　　服务器ubuntu （虚拟机一台）

　　客户端window2003

　　服务端安装好java环境 然后跟着官方的介绍部署

　　

　　启动zkserver

　　我们测试下锁服务相关的操作

　　

　　ps：试下本机的windows2003  因为是本地环境 不于上面做对比 仅看看zookeeper本身的数据处理效率

　　

　　

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功能篇

　　一张图就可以介绍完普通功能

　　

　　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");
        }   
    }

 创建连接时 new ZooKeeper("192.168.206.129:2181", new TimeSpan(0, 0, 0, 4000), new MyWatch());

检查是否存在时zk.Exists(Dir, new MyWatch2());

获取数据时zk.GetData(Dir, new MyWatch2(), stat);

我们再运行一遍之前的demo  去掉delete操作

加上delete操作

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 浅析

　　创建连接：

　　1.获取服务主机列表

　　2.设置超时时间

　　3.注册客户端事件

　　4.以线程安全的方式创建请求连接（启动客户端请求队列，循环队列基于socket通信、根据请求类型执行不同的请求动作）

　　请求流程：

　　构造请求头、构造request,reponse、构造响应头、构造Packet对象,packet对象准备好后，把整个对象放入一个outgoingQueue
packet被放入outgoingQueue中，等待SendThread把packet对应的内容发送给server。server处理分3步在doio方法中ReadLength ReadConnectResult ReadResponse，直到ReadResponse方法中确定packet请求结束。

　　响应流程：

　　针对心跳的ping请求的resp，针对auth请求的resp，一般接口请求的resp，如果接口请求要求了watcher，当watcher关注的内容有变化时的notification

　　锁相关部分API方法：

　　创建节点：create

　　demo：zk.Create(Dir, severname.GetBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.Persistent);

　　其中CreateMode分为4类Persistent、PersistentSequential、Ephemeral、EphemeralSequential

　　PERSISTENT 创建持久化节点，对应机器关闭连接后节点/数据不会消失

　　PERSISTENT_SEQUENTIAL 如果PATH是以’/’结尾则以这个PATH作为父节点，创建一个子节点，其子节点名字是一个按先后顺序排列的数值；否则创建一个名字是‘/’后面字符加上先后顺序排列的数值字符串的节点，同样创建持久节点

　　EPHEMERAL 创建瞬时节点，Zookeeper在感知连接机器宕机后会清除它创建的瞬时节点

　　EPHEMERAL_SEQUENTIAL 穿件瞬时顺序节点，和PERSISTENT_SEQUENTIAL一样，区别在于它是瞬时的

　　删除节点 delete

　　demo ：zk.Delete(Dir, -1);

　　前一个参数代表节点名称（一般用作路径），后一个是版本号 -1表示全匹配

　　查看节点 exists

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

　　获取数据 getData 

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

　　获取一个节点的数据，可注入watcher 　　

　　设置数据 setData 

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

　　获取下级节点集合 GetChildren

　　demo ：zk.GetChildren(Dir, true);

　　存储

　　znodes类似文件和目录。但它不是一个典型的文件系统，zookeeper数据保存在内存中，这意味着zookeeper可以实现高吞吐量和低延迟。

　　watcher

　　Zookeeper有两种watches，一种是data watches，另一种是child watches。其中，getData()和exists()以及create()等会添加data watches，getChildren()会添加child watches。而delete()涉及到删除数据和子节点，会同时触发data watches和child watches。

     详细可以参考：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 本篇中仅用单台server做demo 改个时间详细介绍下Paoxs　　

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 本篇先到此 希望对大家有帮助