zookeeper 实现共享锁

在 ZooKeeper 中实现共享锁通常使用的是分布式锁的机制。共享锁可以分为读锁和写锁，读锁可以被多个客户端同时持有，而写锁是独占的。下面是实现共享锁的基本思路：

  1. 节点结构 ：

    • 创建一个持久节点作为锁的根节点，例如 /lock。
    • 在 /lock 下创建顺序临时节点。读锁节点可以命名为 /lock/read-，写锁节点可以命名为 /lock/write-。

  2. 获取读锁 ：

    • 客户端在 /lock 下创建一个顺序临时节点 /lock/read-。
    • 获取 /lock 下所有子节点列表。
    • 检查是否存在比当前读锁节点编号小的写锁节点。
    • 如果不存在，则获取读锁。
    • 如果存在，则监听编号比当前读锁节点小的最大写锁节点的删除事件。

  3. 获取写锁 ：

    • 客户端在 /lock 下创建一个顺序临时节点 /lock/write-。
    • 获取 /lock 下所有子节点列表。
    • 检查是否存在比当前写锁节点编号小的任何其他节点（读锁或写锁）。
    • 如果不存在，则获取写锁。
    • 如果存在，则监听编号比当前写锁节点小的最大节点的删除事件。

  4. 释放锁 ：

    • 客户端完成任务后，删除自己创建的临时节点。

  5. 故障恢复 ：

    • 如果客户端崩溃，ZooKeeper 会自动删除客户端的临时节点，其他客户端会收到通知并重新竞争锁。

下面是一个简单的 Python 代码示例，使用 kazoo 库来实现读锁和写锁：

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from kazoo.client import KazooClient
from kazoo.exceptions import NodeExistsError
from kazoo.protocol.states import EventType

class DistributedLock:
    def __init__(self, zk_address, lock_path):
        self.zk = KazooClient(hosts=zk_address)
        self.lock_path = lock_path
        self.lock_node = None

    def acquire_read_lock(self):
        self.zk.start()
        self.lock_node = self.zk.create(f"{self.lock_path}/read-", ephemeral=True, sequence=True)
        self._check_read_lock()

    def acquire_write_lock(self):
        self.zk.start()
        self.lock_node = self.zk.create(f"{self.lock_path}/write-", ephemeral=True, sequence=True)
        self._check_write_lock()

    def _check_read_lock(self):
        while True:
            children = self.zk.get_children(self.lock_path)
            sorted_children = sorted(children)
            current_index = sorted_children.index(self.lock_node.split('/')[-1])
            
            if all(node.startswith('read-') for node in sorted_children[:current_index]):
                break
            else:
                predecessor = sorted_children[current_index - 1]
                self.zk.get(f"{self.lock_path}/{predecessor}", watch=self._watch_node)

    def _check_write_lock(self):
        while True:
            children = self.zk.get_children(self.lock_path)
            sorted_children = sorted(children)
            current_index = sorted_children.index(self.lock_node.split('/')[-1])
            
            if current_index == 0:
                break
            else:
                predecessor = sorted_children[current_index - 1]
                self.zk.get(f"{self.lock_path}/{predecessor}", watch=self._watch_node)

    def _watch_node(self, event):
        if event.type == EventType.DELETED:
            self.zk.handler.event_object().set()

    def release_lock(self):
        if self.lock_node:
            self.zk.delete(self.lock_node)
            self.zk.stop()

# Usage
zk_address = '127.0.0.1:2181'
lock_path = '/lock'
lock = DistributedLock(zk_address, lock_path)

# Acquire read lock
lock.acquire_read_lock()
# Do read operations
lock.release_lock()

# Acquire write lock
lock.acquire_write_lock()
# Do write operations
lock.release_lock()

注意：此代码仅用于演示目的，实际生产环境中需要处理更多的异常和错误情况。