zookeeper 实现排它锁

在 ZooKeeper 中实现排它锁（也称为独占锁或互斥锁）通常是通过创建临时顺序节点来实现的。以下是实现过程的详细步骤：

  1. 创建根节点 ：首先，在 ZooKeeper 中为锁机制创建一个根节点（假设为 /lock）。这个节点可以是持久节点，用于存放所有锁相关的子节点。
  2. 创建临时顺序节点 ：当一个客户端想要获取锁时，它会在根节点下创建一个临时顺序节点，例如 /lock/lock-。ZooKeeper 会自动为这个节点分配一个顺序编号，如 /lock/lock-0000000001。
  3. 获取锁 ：客户端获取锁的条件是它创建的节点具有最小的序号。客户端需要获取 /lock 下所有子节点的列表，并检查自己节点是否是序号最小的节点。如果是，则该客户端获得锁。
  4. 监听前一个节点 ：如果客户端创建的节点不是最小的，那么它需要找到比它序号小的最大节点，并对其设置监视器（Watcher）。这样，当这个前一个节点被删除时，ZooKeeper 会通知客户端。
  5. 释放锁 ：当客户端完成任务后，它需要删除自己创建的临时节点，这样会触发下一个等待锁的客户端。
  6. 处理会话失效 ：由于节点是临时的，如果客户端会话失效（比如崩溃或断开连接），ZooKeeper 会自动删除该客户端的节点，从而自动释放锁。

下面是一个简单的伪代码示例，展示了如何在 ZooKeeper 中实现排它锁：

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import time
from kazoo.client import KazooClient

zk = KazooClient(hosts='127.0.0.1:2181')
zk.start()

lock_path = "/lock"

def acquire_lock():
    # Step 1: Create a sequential ephemeral node
    node_path = zk.create(lock_path + "/lock-", ephemeral=True, sequence=True)
    
    while True:
        # Step 2: Check if this node is the smallest
        children = zk.get_children(lock_path)
        children.sort()  # Sort nodes to find the smallest
        if node_path.endswith(children[0]):
            print("Lock acquired!")
            return node_path
        
        # Step 3: Watch the node that is immediately before this node
        prev_node = children[children.index(node_path.split('/')[-1]) - 1]
        event = zk.exists(lock_path + "/" + prev_node, watch=True)
        
        # Wait for the event that the previous node is deleted
        if event:
            event.wait()

def release_lock(node_path):
    zk.delete(node_path)
    print("Lock released!")

# Example usage
node_path = acquire_lock()
try:
    # Critical section
    time.sleep(10)  # Simulate work
finally:
    release_lock(node_path)

zk.stop()

在这个示例中，我们使用了 KazooClient，这是一个 Python 库，用于与 ZooKeeper 进行交互。请确保在使用前安装 kazoo 库。