分布式鎖為什么要選擇Zookeeper而不是Redis？

在分布式的應(yīng)用中，為了防止單點(diǎn)故障，保障高可用，通常會(huì)采用主從結(jié)構(gòu)，當(dāng)主節(jié)點(diǎn)掛掉后，從節(jié)點(diǎn)可以代替主節(jié)點(diǎn)提供服務(wù)。

Redis通過(guò)復(fù)制 + sentinel哨兵來(lái)實(shí)現(xiàn)主從模式。

Zookeeper通過(guò)replicated mode復(fù)制模式來(lái)實(shí)現(xiàn)主從模式。

單從結(jié)構(gòu)上看，Redis和Zookeeper都是主從架構(gòu)，那Zookeeper的優(yōu)勢(shì)是什么？為什么要選擇Zookeeper？難道只是因?yàn)閆ookeeper是目錄結(jié)構(gòu)，Redis是K-V結(jié)構(gòu)嗎？

同步機(jī)制的不同

Redis

Redis在給從節(jié)點(diǎn)同步數(shù)據(jù)時(shí)，正常情況是增量同步，也就是主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)修改語(yǔ)句（DML）會(huì)異步的同步給從節(jié)點(diǎn)。Redis的數(shù)據(jù)同步?jīng)]有保障數(shù)據(jù)一致性的機(jī)制，也就是說(shuō)，一條DML在主節(jié)點(diǎn)執(zhí)行成功時(shí)，不能保障其他從節(jié)點(diǎn)成功執(zhí)行了這條數(shù)據(jù)，這就會(huì)造成一個(gè)問(wèn)題，如果在數(shù)據(jù)沒(méi)有同步到從節(jié)點(diǎn)時(shí)，主節(jié)點(diǎn)掛掉，就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的情況。

Zookeeper

Zookeeper使用類paxos算法來(lái)保障數(shù)據(jù)的一致性。簡(jiǎn)單的講，當(dāng)一個(gè)DML語(yǔ)句發(fā)送給主節(jié)點(diǎn)時(shí)，Zookeeper需要保證一半以上的節(jié)點(diǎn)接收到數(shù)據(jù)，才會(huì)返回成功。并且當(dāng)主節(jié)點(diǎn)掛掉，從節(jié)點(diǎn)重新選舉時(shí)，同步到最新的數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)會(huì)有優(yōu)先選舉權(quán)。

舉個(gè)例子：

一個(gè)4節(jié)點(diǎn)Zookeeper（A、B、C、D），A是主節(jié)點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行一個(gè)create語(yǔ)句成功時(shí)，至少有3臺(tái)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行成功（一半以上），例如A、C、D成功。此時(shí)如果A節(jié)點(diǎn)掛了，B、C、D進(jìn)行選舉，由于C、D都執(zhí)行成功了create語(yǔ)句，B沒(méi)有執(zhí)行，C、D的數(shù)據(jù)更加新，具有優(yōu)先選舉權(quán)，再根據(jù)名稱排序，選擇C做為主節(jié)點(diǎn)。在整個(gè)選舉過(guò)程中，服務(wù)不可用，選舉完成后，C節(jié)點(diǎn)和A節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)一致，不會(huì)出現(xiàn)丟失的情況。

分布式鎖

要實(shí)現(xiàn)分布式鎖，需要滿足一些要求：

1. 只能有一個(gè)服務(wù)的一個(gè)線程能獲取鎖

2. 一個(gè)持有鎖的線程掛掉后，鎖應(yīng)該被釋放，用來(lái)給其他線程用

3. 一個(gè)持有鎖的線程沒(méi)執(zhí)行完，鎖不能釋放

4. 鎖釋放后，其他等待者可以繼續(xù)爭(zhēng)搶

5. 管理鎖的主節(jié)點(diǎn)（Redis或Zookeeper）掛了，重新選舉后，不影響鎖的持有情況

Redis解決方案

問(wèn)題1、問(wèn)題2：使用“SET key value EX seconds NX”語(yǔ)句獲取鎖并設(shè)置過(guò)期時(shí)間

問(wèn)題3：另開一個(gè)監(jiān)控線程，監(jiān)控主線程執(zhí)行情況，用來(lái)延長(zhǎng)過(guò)期時(shí)間

問(wèn)題4：等待線程定時(shí)檢查鎖的持有情況

問(wèn)題5：暫無(wú)或者解決成本很高，需要自己實(shí)現(xiàn)類paxos的算法

Zookeeper解決方案

通過(guò)創(chuàng)建臨時(shí)節(jié)點(diǎn)可以解決問(wèn)題1，2，3

watch機(jī)制可以解決問(wèn)題4，并且相比定時(shí)檢查，watch可以做到更高實(shí)時(shí)性

zookeeper的paxos同步機(jī)制保障了節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)一致性，即使主節(jié)點(diǎn)掛掉，也可以保障數(shù)據(jù)不丟，可以解決問(wèn)題5

對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)：

Zookeeper的機(jī)制可以保證分布式鎖實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)代碼簡(jiǎn)單，成本低。

Redis如果要解決分布式鎖的問(wèn)題，對(duì)于一些復(fù)雜的情況，很難解決，成本較高。

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作者：宇的季節(jié)

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