From 6ba5a174202549bed36a811ab71972474e1f2727 Mon Sep 17 00:00:00 2001
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Date: Wed, 6 May 2020 17:43:59 +0800
Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?CAP=E7=90=86=E8=AE=BA=E5=92=8CBASE=E7=90=86?=
=?UTF-8?q?=E8=AE=BA?=
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.../java/com/heibaiying/DistributedLock.java | 41 ---
.../main/java/com/heibaiying/Employee.java | 70 -----
.../main/java/com/heibaiying/StreamTest.java | 62 ----
.../src/main/resources/log4j.properties | 7 -
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@@ -2,43 +2,64 @@
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-
## :coffee: JAVA
1. [Java 反射与注解](notes/Java_反射与注解.md)
+
+ 反射机制、自定义注解、@Target 与 @Retention、注解的继承
+
2. [Java 并发编程](notes/Java_并发编程.md)
-3. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
-4. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
-5. [JVM 性能监控之命令行工具](notes/JVM_性能监控之命令行工具.md)
-6. [JVM 性能监控之可视化工具](notes/JVM_性能监控之可视化工具.md)
-7. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
-8. 函数式编程
+
+ 非原子性协定、计算机多级高速缓存、缓存一致性协议、写缓冲与无效化队列、内存屏障、锁机制、无锁 CAS、线程池
+
+3. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
+
+ 缓冲区 Buffer、通道 Channel、选择器 Selector、实现多人聊天室
+
+4. [Java 函数式编程](notes/Java_函数式编程.md)
+
+ Lambda 表达式、函数式接口、流、收集器、并行流
+
+5. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
+
+ 软件设计原则、单例模式(使用序列化和反射破坏单例、防御序列化和反射攻击、枚举类单例)等 23 种设计模式
+
+6. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
+
+ Java 内存区域、垃圾收集算法、经典垃圾收集器、双亲委派模型、分层编译、热点代码探测、方法内联、逃逸分析
+
+7. [JVM 性能监控之命令行工具](notes/JVM_性能监控之命令行工具.md)
+
+ jps 命令、jstat 命令、jinfo 命令、jmap 命令、jhat 命令、jstack 命令
+
+8. [JVM 性能监控之可视化工具](notes/JVM_性能监控之可视化工具.md)
+
+ JConsole、VisualVM 、监控本地进程、监控远程进程
+
9. [Tomcat 架构解析](notes/Tomcat_架构解析.md)
+
+ 核心组件、连接器、多层容器、请求处理流程、程序启动过程、类加载器
+
10. Java 集合类源码解析
-## :globe_with_meridians: 计算机与网络基础
+## :globe_with_meridians: 网络基础
1. [计算机网络模型](notes/计算机网络.md)
-2. HTTP 协议详解
+ 四层、五层、七层计算机网络模型、信道复用、PPP 协议、ARP 协议、划分子网与构成超网、TCP 三次握手与四次挥手
-3. HTTPS 协议详解
+3. HTTPS 与 通信安全
4. 抓包神器 Wireshark
-5. 计算机组成原理
@@ -46,10 +67,16 @@
1. [JavaScript 基础](notes/JavaScript_基础.md)
+ 基本数据类型、引用类型、内置对象(Global 与 window)、作用域与闭包、对象设计
+
2. [ECMAScript 6.0 基础](notes/ES6_基础.md)
+ 变量声明、对象字面量、对象解构、Symbol、迭代器与生成器、类、代理与反射、模块化
+
3. CSS 基础
+ 选择器、非局部样式、布局样式、效果属性、CSS 动画
+
4. JavaScript 设计模式
@@ -60,10 +87,16 @@
1. [MySQL 核心概念](notes/MySQL_基础.md)
+ B+ Tree 树、聚集索引和非聚集索引、共享锁与排他锁、意向共享锁与意向排它锁、一致性锁定读与一致性非锁定读
+
2. [MySQL 备份详解](notes/MySQL_备份.md)
+ 备份类型、mysqldump 备份、mysqlpump 备份、Xtrabackup 备份、二进制日志备份
+
3. [MySQL 复制详解](notes/MySQL_复制.md)
+ 基于二进制日志的复制、基于 GTID 的复制、半同步复制、高可用架构 MMM 和 MHA
+
4. [MySQL 高可用架构之 PXC 集群](notes/MySQL_PXC集群.md)
5. [MyCat 读写分离与分库分表](notes/MySQL_Mycat中间件.md)
@@ -78,9 +111,15 @@
3. [Redis 哨兵模式](notes/Redis_哨兵模式.md)
+ 复制机制、哨兵模式架构说明、哨兵模式搭建
+
4. [Redis 集群模式](notes/Redis_集群模式.md)
-5. 使用 Redis 实现分布式锁
+ 数据分区、节点通信、请求路由、故障发现与恢复、集群扩容与缩容
+
+5. [Redis 分布式锁原理](notes/Redis_分布式锁原理.md)
+
+ 分布式锁原理、单机模式下的分布式锁、集群模式下的分布式锁、RedLock 原理、Redisson
### MongoDB
@@ -89,12 +128,20 @@
2. [MongoDB 索引](notes/MongoDB_索引.md)
+ 单字段索引、复合索引、多键索引、哈希所有、地理空间索引、文本索引;唯一索引、稀疏索引、部分索引、TTL 索引
+
3. [MongoDB 聚合](notes/MongoDB_聚合.md)
+ 常用聚合管道、单用途聚合方法、MapReduce
+
4. [MongoDB 复制](notes/MongoDB_复制.md)
+ 复制功能、故障发现、优先选举、投票成员、副本集搭建
+
5. [MongoDB 分片](notes/MongoDB_分片.md)
+ 分片副本集配置、配置副本集配置、路由服务配置
+
## :whale: 系统与容器
@@ -103,8 +150,12 @@
2. [Sehll 脚本编程基础](notes/Shell_基础.md)
+ 创建脚本、分支语句、循环语句、处理用户输入、处理用户输出、创建函数、处理信号、定时作业
+
3. [Docker 基础](notes/Docker_基础.md)
+ 核心概念(镜像、容器、仓库)、Docker 常用命令、DockerFile 常用指令
+
## :package: 常用技术栈
@@ -122,7 +173,6 @@
1. [Nginx 基础之静态网站部署,负载均衡,动静分离](notes/Nginx_基础.md)
2. HTTP 模块详解
-3. Nginx 性能优化
### Kafka
@@ -141,29 +191,23 @@
3. [ZooKeeper 常用 Shell 命令](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper常用Shell命令.md)
4. [ZooKeeper Java 客户端](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_Java客户端Curator.md)
5. [ZooKeeper ACL 权限控制](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_ACL权限控制.md)
-6. 使用 ZooKeeper 实现分布式锁
+6. [ZooKeeper 分布式锁原理](notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md)
## ElasticSearch
TODO
-
-## :rocket: 测试与运维
-1. 性能测试之 Jmeter
-2. 性能测试之 LoadRunner
-3. Jenkins 持续交付与自动化部署
+
## :bullettrain_side: 微服务与分布式
-1. 分布式锁的实现
-2. 分布式选举算法
-3. 分布式事务实现原理
-4. 分布式全局 ID 的生成
-5. CAP 理论和 BASE 理论
+1. [CAP 理论 和 BASE 理论](notes/CAP理论和BASE理论.md)
+
+
diff --git a/README.md b/README.md
index 93601c2..9a7d06f 100644
--- a/README.md
+++ b/README.md
@@ -8,61 +8,43 @@
+
+
+
+点击切换详细目录
+
## :coffee: JAVA
1. [Java 反射与注解](notes/Java_反射与注解.md)
- 反射机制、自定义注解、@Target 与 @Retention、注解的继承
-
2. [Java 并发编程](notes/Java_并发编程.md)
- 非原子性协定、计算机多级高速缓存、缓存一致性协议、写缓冲与无效化队列、内存屏障、锁机制、无锁 CAS、线程池
+3. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
-3. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
+4. [Java 函数式编程](notes/Java_函数式编程.md)
- 软件设计原则、单例模式(使用序列化和反射破坏单例、防御序列化和反射攻击、枚举类单例)等 23 种设计模式
+5. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
-4. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
+6. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
- Java 内存区域、垃圾收集算法、经典垃圾收集器、双亲委派模型、分层编译、热点代码探测、方法内联、逃逸分析
-
-5. [JVM 性能监控之命令行工具](notes/JVM_性能监控之命令行工具.md)
+7. [JVM 性能监控之命令行工具](notes/JVM_性能监控之命令行工具.md)
- jps 命令、jstat 命令、jinfo 命令、jmap 命令、jhat 命令、jstack 命令
-
-6. [JVM 性能监控之可视化工具](notes/JVM_性能监控之可视化工具.md)
-
- JConsole、VisualVM 、监控本地进程、监控远程进程
-
-7. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
-
- 缓冲区 Buffer、通道 Channel、选择器 Selector、实现多人聊天室
-
-8. 高性能网络框架 Netty
+8. [JVM 性能监控之可视化工具](notes/JVM_性能监控之可视化工具.md)
9. [Tomcat 架构解析](notes/Tomcat_架构解析.md)
- 核心组件、连接器、多层容器、请求处理流程、程序启动过程、类加载器
-
10. Java 集合类源码解析
-11. 函数式编程
-
-## :globe_with_meridians: 计算机与网络基础
+## :globe_with_meridians: 网络基础
1. [计算机网络模型](notes/计算机网络.md)
- 四层、五层、七层计算机网络模型、信道复用、PPP 协议、ARP 协议、划分子网与构成超网、TCP 三次握手与四次挥手
-
-2. HTTP 协议详解
-
-3. HTTPS 协议详解
+3. HTTPS 与 通信安全
4. 抓包神器 Wireshark
-5. 计算机组成原理
@@ -70,16 +52,10 @@
1. [JavaScript 基础](notes/JavaScript_基础.md)
- 基本数据类型、引用类型、内置对象(Global 与 window)、作用域与闭包、对象设计
-
2. [ECMAScript 6.0 基础](notes/ES6_基础.md)
- 变量声明、对象字面量、对象解构、Symbol、迭代器与生成器、类、代理与反射、模块化
-
3. CSS 基础
- 选择器、非局部样式、布局样式、效果属性、CSS 动画
-
4. JavaScript 设计模式
@@ -90,16 +66,10 @@
1. [MySQL 核心概念](notes/MySQL_基础.md)
- B+ Tree 树、聚集索引和非聚集索引、共享锁与排他锁、意向共享锁与意向排它锁、一致性锁定读与一致性非锁定读
-
2. [MySQL 备份详解](notes/MySQL_备份.md)
- 备份类型、mysqldump 备份、mysqlpump 备份、Xtrabackup 备份、二进制日志备份
-
3. [MySQL 复制详解](notes/MySQL_复制.md)
- 基于二进制日志的复制、基于 GTID 的复制、半同步复制、高可用架构 MMM 和 MHA
-
4. [MySQL 高可用架构之 PXC 集群](notes/MySQL_PXC集群.md)
5. [MyCat 读写分离与分库分表](notes/MySQL_Mycat中间件.md)
@@ -114,35 +84,19 @@
3. [Redis 哨兵模式](notes/Redis_哨兵模式.md)
- 复制机制、哨兵模式架构说明、哨兵模式搭建
-
4. [Redis 集群模式](notes/Redis_集群模式.md)
- 数据分区、节点通信、请求路由、故障发现与恢复、集群扩容与缩容
-
-5. 使用 Redis 实现分布式锁
+5. [Redis 分布式锁原理](notes/Redis_分布式锁原理.md)
### MongoDB
1. [MongoDB 基础](notes/MongoDB_基础.md)
-
2. [MongoDB 索引](notes/MongoDB_索引.md)
-
- 单字段索引、复合索引、多键索引、哈希所有、地理空间索引、文本索引;唯一索引、稀疏索引、部分索引、TTL 索引
-
3. [MongoDB 聚合](notes/MongoDB_聚合.md)
-
- 常用聚合管道、单用途聚合方法、MapReduce
-
4. [MongoDB 复制](notes/MongoDB_复制.md)
-
- 复制功能、故障发现、优先选举、投票成员、副本集搭建
-
5. [MongoDB 分片](notes/MongoDB_分片.md)
- 分片副本集配置、配置副本集配置、路由服务配置
-
## :whale: 系统与容器
@@ -151,12 +105,8 @@
2. [Sehll 脚本编程基础](notes/Shell_基础.md)
- 创建脚本、分支语句、循环语句、处理用户输入、处理用户输出、创建函数、处理信号、定时作业
-
3. [Docker 基础](notes/Docker_基础.md)
- 核心概念(镜像、容器、仓库)、Docker 常用命令、DockerFile 常用指令
-
## :package: 常用技术栈
@@ -174,7 +124,6 @@
1. [Nginx 基础之静态网站部署,负载均衡,动静分离](notes/Nginx_基础.md)
2. HTTP 模块详解
-3. Nginx 性能优化
### Kafka
@@ -193,29 +142,23 @@
3. [ZooKeeper 常用 Shell 命令](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper常用Shell命令.md)
4. [ZooKeeper Java 客户端](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_Java客户端Curator.md)
5. [ZooKeeper ACL 权限控制](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_ACL权限控制.md)
-6. 使用 ZooKeeper 实现分布式锁
+6. [ZooKeeper 分布式锁原理](notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md)
## ElasticSearch
-TODO
++ TODO
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-## :rocket: 测试与运维
-1. 性能测试之 Jmeter
-2. 性能测试之 LoadRunner
-3. Jenkins 持续交付与自动化部署
## :bullettrain_side: 微服务与分布式
-1. 分布式锁的实现
-2. 分布式选举算法
-3. 分布式事务实现原理
-4. 分布式全局 ID 的生成
-5. CAP 理论和 BASE 理论
+1. [CAP 理论 和 BASE 理论](notes/CAP理论和BASE理论.md)
+
+
diff --git a/code/Java/stream-tutorial/pom.xml b/code/Java/stream-tutorial/pom.xml
deleted file mode 100644
index 9824945..0000000
--- a/code/Java/stream-tutorial/pom.xml
+++ /dev/null
@@ -1,54 +0,0 @@
-
-
- 4.0.0
-
- org.example
- stream-tutorial
- 1.0-SNAPSHOT
-
-
-
- org.apache.maven.plugins
- maven-compiler-plugin
-
- 8
- 8
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- org.redisson
- redisson
- 3.12.5
-
-
-
- redis.clients
- jedis
- 3.2.0
-
-
- org.apache.curator
- curator-framework
- 4.3.0
-
-
- org.apache.curator
- curator-recipes
- 4.3.0
-
-
- org.apache.zookeeper
- zookeeper
- 3.4.14
-
-
-
-
\ No newline at end of file
diff --git a/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/DistributedLock.java b/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/DistributedLock.java
deleted file mode 100644
index 81bf86a..0000000
--- a/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/DistributedLock.java
+++ /dev/null
@@ -1,41 +0,0 @@
-package com.heibaiying;
-
-import org.apache.curator.RetryPolicy;
-import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
-import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
-import org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMutex;
-import org.apache.curator.retry.RetryNTimes;
-
-import java.util.concurrent.TimeUnit;
-
-public class DistributedLock {
-
-
- public static void main(String[] args) throws Exception {
-
-
- RetryPolicy retryPolicy = new RetryNTimes(3, 5000);
- CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder()
- .connectString("192.168.0.105:2181")
- .sessionTimeoutMs(10000).retryPolicy(retryPolicy)
- .namespace("mySpace").build();
- client.start();
-
- // 1. 创建分布式锁
- InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, "/distributed/myLock");
-
- // 2.尝试获取分布式锁
- if (lock.acquire(10, TimeUnit.SECONDS)) {
- try {
- System.out.println("模拟业务耗时");
- Thread.sleep(3 * 1000);
- } finally {
- // 3.释放锁
- lock.release();
- }
- }
-
- client.close();
- }
-
-}
diff --git a/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/Employee.java b/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/Employee.java
deleted file mode 100644
index 773ebca..0000000
--- a/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/Employee.java
+++ /dev/null
@@ -1,70 +0,0 @@
-package com.heibaiying;
-
-public class Employee {
- private String name;
- private String gender;
- private String company;
- private int age;
- private boolean isOfficial;
-
- public Employee(String name, String gender, String company, int age) {
- this.name = name;
- this.gender = gender;
- this.company = company;
- this.age = age;
- }
-
- Employee(String name, int age,boolean isOfficial) {
- this.name = name;
- this.age = age;
- this.isOfficial = isOfficial;
- }
-
- @Override
- public String toString() {
- return "Employee{" +
- "name='" + name + '\'' +
- '}';
- }
-
- public boolean isOfficial() {
- return isOfficial;
- }
-
- public void setOfficial(boolean official) {
- isOfficial = official;
- }
-
- public String getName() {
- return name;
- }
-
- public void setName(String name) {
- this.name = name;
- }
-
- public String getGender() {
- return gender;
- }
-
- public void setGender(String gender) {
- this.gender = gender;
- }
-
- public String getCompany() {
- return company;
- }
-
- public void setCompany(String company) {
- this.company = company;
- }
-
- public int getAge() {
- return age;
- }
-
- public void setAge(int age) {
- this.age = age;
- }
-
-}
diff --git a/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/StreamTest.java b/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/StreamTest.java
deleted file mode 100644
index dad7c13..0000000
--- a/code/Java/stream-tutorial/src/main/java/com/heibaiying/StreamTest.java
+++ /dev/null
@@ -1,62 +0,0 @@
-package com.heibaiying;
-
-import java.util.ArrayList;
-import java.util.Arrays;
-import java.util.List;
-import java.util.UUID;
-import java.util.function.BinaryOperator;
-import java.util.function.IntConsumer;
-import java.util.stream.Collectors;
-import java.util.stream.Stream;
-
-public class StreamTest {
- public static void main(String[] args) {
- System.out.println(UUID.randomUUID() + ":" + Thread.currentThread().getId());
-
- }
-
- /**
- * 进行求和
- *
- * @param list
- * @param initValue
- * @param binaryOperator
- * @param
- * @return
- */
- public static T reduce(List list, T initValue, BinaryOperator binaryOperator) {
- for (T t : list) {
- initValue = binaryOperator.apply(initValue, t);
- }
- return initValue;
- }
-
- /**
- * 集合过滤
- *
- * @param list 待过滤的集合
- * @param predicate 函数式接口
- * @param 集合中元素的类型
- * @return 满足条件的元素的集合
- */
- public static List filter(List list, CustomPredicate predicate) {
- ArrayList result = new ArrayList<>();
- for (T t : list) {
- if (predicate.test(t)) result.add(t);
- }
- return result;
- }
-
-
- /**
- * 定义接口
- *
- * @param 参数类型
- */
- @FunctionalInterface
- public interface CustomPredicate {
- // 判断是否满足过滤标准
- boolean test(T t);
- }
-
-}
diff --git a/code/Java/stream-tutorial/src/main/resources/log4j.properties b/code/Java/stream-tutorial/src/main/resources/log4j.properties
deleted file mode 100644
index b5451a7..0000000
--- a/code/Java/stream-tutorial/src/main/resources/log4j.properties
+++ /dev/null
@@ -1,7 +0,0 @@
-log4j.rootLogger=INFO, SYSLOG
-
-log4j.appender.SYSLOG=org.apache.log4j.net.SyslogAppender
-log4j.appender.SYSLOG.syslogHost=127.0.0.1
-log4j.appender.SYSLOG.layout=org.apache.log4j.PatternLayout
-log4j.appender.SYSLOG.layout.conversionPattern=%d{ISO8601} %-5p [%t] %c{2} %x - %m%n
-log4j.appender.SYSLOG.Facility=LOCAL1
\ No newline at end of file
diff --git a/notes/CAP理论和BASE理论.md b/notes/CAP理论和BASE理论.md
new file mode 100644
index 0000000..277515b
--- /dev/null
+++ b/notes/CAP理论和BASE理论.md
@@ -0,0 +1,82 @@
+# CAP 理论 和 BASE 理论
+
+
+
+## 一、CAP 理论
+
+### 1.1 基本概念
+
+#### 1. 一致性
+
+在分布式环境中,一致性是指数据在多个节点之间能够保持一致的特性。如果在某个节点上执行变更操作后,用户可以立即从其他任意节点上读取到变更后的数据,那么就认为这样的系统具备强一致性。
+
+#### 2. 可用性
+
+可以性是指系统提供的服务必须一直处于可用状态,对于用户的每一个操作请求总是能够在有限的时间内返回结果。它主要强调以下两点:
+
++ **有限的时间内**:对于用户的一个请求操作,系统必须要在指定的时间内返回处理结果,如果超过这个时间,那么系统就被认为是不可用的。
++ **返回结果**:不论成功或者失败,都需要明确地返回响应结果。
+
+#### 3. 分区容错性
+
+分区容错性指定是分布式系统在遇到网络分区时,仍需要能够对外提供一致性和可用性的服务,除非是整个网络环境都发生了故障。
+
+这里的网络分区指的是:在分布式系统中,由于不同的节点会分布在不同子网中(不同机房或异地网络等),由于一些特殊的原因,可能会出现子网内部是正常的,但子网彼此之间却无法正常通信,从而导致整个系统的网络被切分成若干个独立的区域,这就是网络分区。
+
+
+
+### 1.2 CAP 理论
+
+CAP 理论强调:一个分布式系统不可能同时满足一致性(C:Consistency)、可用性(A:Availability)和分区容错性(P:Partition tolerance)这三个需求,最多只能同时满足其中的两个。这里我们来进行一下解释说明:
+
+首先对于一个分布式系统而言,网络分区是不可避免的,不可能永远不出现网络故障,所以分区容错性 P 必须要保证。假设一个分布式系统中出现了网络分区,如下:
+
+
+
+
+假设用户 1 向节点 1 上增加了 10 个数据,但节点 1 和节点 2 之间因为网络分区而无法进行数据同步,碰巧用户 2 此时发起了查询请求,此时有两种处理方案:
+
++ **放弃 A,保证 C**:即对于用户 2 的查询返回失败,直至节点 1 上的数据同步至节点 2,两者的数据都变为 60 为止;
++ **放弃 C,保证 A**:对于本次的查询直接返回原来的数据 50,此时放弃了一致性,但保证了可用性。待网络恢复后,仍然需要将节点 1 上的数据同步至节点 2。
+
+可以看到无论如何,都是无法既保证 A ,又保证 C 的。
+
+
+
+### 1.3 选择策略
+
+因为 CAP 理论不能将一致性、可用性和分区容错性都满足,所以需要根据不同系统的特性进行取舍,主要分为以下三种情况:
+
++ **保证 AC ,放弃 P**:这种情况下可以将所有数据(或者是与事务相关的数据)都放在一个分布式节点上,这样可以避免网络分区带来的影响,但同时也意味着放弃了系统的可扩展性,如单机版本的 MySQL、Oracle 等。
++ **保证 CP ,放弃 A**:这种情况下如果发生了网络分区故障,此时节点间的数据就无法同步。因此在故障修复前都需要放弃对外提供服务,直至网络恢复,数据到达一致为止。
++ **保证 AP ,放弃 C**:这种情况相当于放弃一致性。具体而言,是放弃数据的强一致性,但保证数据的最终一致性。因为不论是什么系统,数据最终都需要保持一致,否则整个系统就无法使用。在这种策略下,在某个短暂的时间窗口内会存在数据不一致的情况。
+
+
+
+
+## 二、BASE 理论
+
+BASE是对基本可用(Basically Available)、软状态( Soft State)、最终一致性( Eventually Consistent)三个短语的简写,它是对 CAP 理论中 AP 策略的延伸。其核心是即便无法做到强一致性,但每个系统应用都应该根据自身业务的特点,采取适当的方式来保证系统的最终一致性,而具体的方案就体现在这三个短语上:
+
+#### 1. 基本可用
+
+基本可用是指分布式系统在出现不可预知的故障时,允许损失部分可用性,例如:
+
++ 延长响应时间:比如原来的的查询只需要 0.5 秒,现在延长到 1~ 2 秒;
++ 服务降级:比如在商品秒杀时,部分用户会被引导到一个降级页面。
+
+#### 2. 软状态
+
+软状态也称为弱状态,是指允许系统中的数据存在中间状态,并认为该中间状态的存在不会影响系统整体的可用性,即允许不同节点间的数据同步存在延时。
+
+#### 3. 最终一致性
+
+最终一致性强调的是系统中所有的数据副本,在经过一段时间的同步后,最终需要达到一致的状态。
+
+
+
+
+
+## 参考资料
+
+主要摘录自:倪超 . 从 Paxos 到 Zookeeper——分布式一致性原理与实践 . 电子工业出版社 . 2015-02-01
\ No newline at end of file
diff --git a/notes/Https.md b/notes/Https.md
deleted file mode 100644
index 2317720..0000000
--- a/notes/Https.md
+++ /dev/null
@@ -1,40 +0,0 @@
-# HTTPS
-
-## 一、核心概念
-
-### 1.1 SSL
-
-安全套接层(英语:Secure Sockets Layer,缩写:SSL)是一种安全协议,目的是为互联网通信提供安全保障,最早由网景公司(Netscape)推出。SSL 协议有三个版本,分别是 SSL v1、SSL v2、SSL v3:
-
-- v1 版本从未公开过,因为存在严重的安全漏洞。
-- v2 版本在1995年2月发布,但因为存在多个严重的安全漏洞而被 v3 版本替代。
-- v3 版本在1996年发布,是由网景公司完全重新设计的。
-
-### 1.2 TLS
-
-1966 年,TETF(Internet Engineering Task Force)组织在 SLL v3 的基础进一步进行了标准化,微软为这个新的协议取名为 TLS v1.0,这也就是TLS(Transport Layer Security)的由来。之后 TLS 继续发布了 v1.1,v1.2,v1.3 版本协议,当前主流的版本为 v1.2。
-
-### 1.3 OpenSSL
-
-OpenSSL 是一个开源的底层密码库,封装了所有的密码学算法,并为 TLS/SSL 提供了功能完善的工具库,因此它是 TLS/SSL 协议的具体实现。
-
-### 1.4 HTTPS
-
-HTTPS (Hyper Text Transfer Protocol over SecureSocket Layer)是在 HTTP 的基础上通过 SSL/TLS 层来进行传输加密和身份认证,进而保证通讯的安全性。除此之外它的报文结构、请求方法、连接管理等都完全沿用 HTTP 原有的模式,因此可以很方便地将原有 HTTP 服务转换为 HTTPS 服务。
-
-
-
-## 二、数据安全
-
-HTTPS 的数据安全主要是通过 SSL/TLS 协议来进行实现的,SSL/TLS 则主要采用了以下方式来保证传输的安全:
-
-### 2.1 非对称加密
-
-
-
-### 2.2 对称加密
-
-
-
-## 三、握手过程
-
diff --git a/notes/Java_函数式编程.md b/notes/Java_函数式编程.md
index 44a0aa7..9c33548 100644
--- a/notes/Java_函数式编程.md
+++ b/notes/Java_函数式编程.md
@@ -1,10 +1,20 @@
# Java 函数式编程
+
+
+
## 一、Lambda
### 1.1 格式
-Java 从 1.8 版本开始支持 Lambda 表达式,通过 Lambda 表达式我们可以将一个函数作为参数传入方法中。在 JDK 1.8 之前,我们只能通过匿名表达式来完成类似的功能,但是匿名表达式比较繁琐,存在大量的冗余代码,不利于将行为参数化,而采用 Lamdba 则能很好的解决这个问题。Lambda 表达式的基本语法如下:
+JDK 从 1.8 版本开始支持 Lambda 表达式,通过 Lambda 表达式我们可以将一个函数作为参数传入方法中。在 JDK 1.8 之前,我们只能通过匿名表达式来完成类似的功能,但是匿名表达式比较繁琐,存在大量的模板代码,不利于将行为参数化,而采用 Lamdba 则能很好的解决这个问题。Lambda 表达式的基本语法如下:
```java
(parameters) -> expression
@@ -18,8 +28,8 @@ Java 从 1.8 版本开始支持 Lambda 表达式,通过 Lambda 表达式我们
Lambda 表达式具有如下特点:
-- **可选的参数:**不需要声明参数类型,编译器会从上下文自动进行推断;
-- **可选的参数圆括号:**当且仅当只有一个参数时,圆括号可以省略;
+- **可选的参数:**不需要声明参数类型,编译器会依靠上下文进行自动推断;
+- **可选的参数圆括号:**当且仅当只有一个参数时,包裹参数的圆括号可以省略;
- **可选的花括号:**如果主体只有一个表达式,则无需使用花括号;
- **可选的返回关键字:**如果主体只有一个表达式,则该表达式的值就是整个 Lambda 表达式的返回值,此时不需要使用 return 关键字进行显式的返回。
@@ -34,7 +44,7 @@ Lambda 表达式具有如下特点:
*/
@FunctionalInterface
public interface CustomPredicate {
- boolean test(T t);
+ boolean test(T t);
}
```
@@ -47,12 +57,12 @@ public interface CustomPredicate {
* @return 满足条件的元素的集合
*/
public static List filter(List list, CustomPredicate predicate) {
- ArrayList result = new ArrayList<>();
- for (T t : list) {
+ ArrayList result = new ArrayList<>();
+ for (T t : list) {
// 将满足条件的元素添加到返回集合中
- if (predicate.test(t)) result.add(t);
- }
- return result;
+ if (predicate.test(t)) result.add(t);
+ }
+ return result;
}
```
@@ -64,9 +74,9 @@ List integers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
filter(integers, x -> x % 2 == 0); // 过滤出所有偶数
List employees = Arrays.asList(
- new Employee("张某", 21, true),
- new Employee("李某", 30, true),
- new Employee("王某", 45, false));
+ new Employee("张某", 21, true),
+ new Employee("李某", 30, true),
+ new Employee("王某", 45, false));
filter(employees, employee -> employee.getAge() > 25); // 过滤出所有年龄大于25的员工
```
@@ -76,7 +86,7 @@ filter(employees, employee -> employee.getAge() > 25); // 过滤出所有年龄
```java
new Thread(() -> {
- System.out.println("hello");
+ System.out.println("hello");
});
```
@@ -148,10 +158,10 @@ public interface Predicate {
}
```
-其他函数式接口都是这四种基本类型的延伸和扩展。以 BiFunction 和 BinaryOperator 接口为例:
+其他函数式接口都是这四种基本类型的扩展和延伸。以 BiFunction 和 BinaryOperator 接口为例:
+ **BiFunction**:是函数型接口 Function 的扩展,Function 只能接收一个入参;而 BiFunction 可以用于接收两个不同类型的入参;
-+ **BinaryOperator\**:是 BiFunction 的一种特殊化情况,即两个入参和返回值的类型均相同,通常用于二元运算:
++ **BinaryOperator\**:是 BiFunction 的一种特殊化情况,即两个入参和返回值的类型均相同,通常用于二元运算。定义如下:
```java
@FunctionalInterface
@@ -165,24 +175,23 @@ public interface BinaryOperator extends BiFunction {
}
```
-使用示例如下:
+下面演示一下 BinaryOperator 的用法:
```java
-public static void main(String[] args) {
- List integers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
- reduce(integers, 0, (a, b) -> a + b); // 求和 输出:15
- reduce(integers, 1, (a, b) -> a * b); // 求积 输出:120
-}
-
-
/**
* 执行归约操作
*/
public static T reduce(List list, T initValue, BinaryOperator binaryOperator) {
- for (T t : list) {
- initValue = binaryOperator.apply(initValue, t);
- }
- return initValue;
+ for (T t : list) {
+ initValue = binaryOperator.apply(initValue, t);
+ }
+ return initValue;
+}
+
+public static void main(String[] args) {
+ List integers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
+ reduce(integers, 0, (a, b) -> a + b); // 求和 输出:15
+ reduce(integers, 1, (a, b) -> a * b); // 求积 输出:120
}
```
@@ -190,7 +199,7 @@ public static T reduce(List list, T initValue, BinaryOperator binaryOp
## 三、创建流
-JDK 1.8 中最主要的变化是引入了流,通过流、Lamda 表达式以及函数式接口,可以高效地完成数据的处理。创建流通常有以下四种方法:
+JDK 1.8 中另一个大的改进是引入了流,通过流、Lamda 表达式以及函数式接口,可以高效地完成数据的处理。创建流通常有以下四种方法:
**1. 由值创建**
@@ -216,7 +225,7 @@ List strings = Arrays.asList("a", "b ", "c", "d");
Stream stream = strings.stream();
```
-`stream()` 方法定义在 `Collection` 接口中,它是一个默认方法,因此大多数的集合都可以通过该方法转换为流:
+`stream()` 方法定义在 `Collection` 接口中,它是一个默认方法,因此大多数的集合都可以通过该方法来创建流:
```java
public interface Collection extends Iterable {
@@ -230,9 +239,9 @@ public interface Collection extends Iterable {
```java
try (Stream lines = Files.lines(Paths.get("pom.xml"), StandardCharsets.UTF_8)) {
- lines.forEach(System.out::println);
+ lines.forEach(System.out::println);
} catch (IOException e) {
- e.printStackTrace();
+ e.printStackTrace();
}
```
@@ -240,10 +249,10 @@ try (Stream lines = Files.lines(Paths.get("pom.xml"), StandardCharsets.U
除了以上方法外,还可以通过 `Stream.iterate()` 和 `Stream.generate()` 方法来来创建无限流:
-+ `Stream.iterate()` 接受两个参数:第一个是初始值,第二个参数是一个输入值和输出值相同的函数型接口。它主要用于迭代式的产生新的元素,示例如下:
++ `Stream.iterate()` 接受两个参数:第一个是初始值;第二个参数是一个输入值和输出值相同的函数型接口,主要用于迭代式地产生新的元素,示例如下:
```java
- // 依次输出1到9
+ // 依次输出0到9
Stream.iterate(0, x -> x + 1).limit(10).forEach(System.out::print);
```
@@ -258,26 +267,26 @@ try (Stream lines = Files.lines(Paths.get("pom.xml"), StandardCharsets.U
### 4.1 基本操作
-当流创建后,便可以利用 Stream 类的各种方法对其上数据进行各种处理,常用的方法如下:
+当流创建后,便可以利用 Stream 类上的各种方法对流中的数据进行处理,常用的方法如下:
-| 操作 | 作用 | 返回类型 | 使用的类型/函数式接口 |
-| --------- | ------------------------------ | ------------ | ---------------------- |
-| filter | 过滤符合条件的元素 | Stream\ | Predicate\ |
-| distinct | 过滤重复元素 | Stream\ | |
-| skip | 跳过指定数量的元素 | Stream\ | long |
-| limit | 限制元素的数量 | Stream\ | long |
-| map | 对元素执行特定转换操作 | Stream\ | Function |
-| flatMap | 将元素扁平化后执行特定转换操作 | Stream\ | Function> |
-| sorted | 对元素进行排序 | Stream\ | Comparator\ |
-| anyMatch | 是否存在指定元素满足特定条件 | boolean | Predicate\ |
-| noneMatch | 是否所有元素都不满足特定条件 | boolean | Predicate\ |
-| allMatch | 是否所有元素都满足特定条件 | boolean | Predicate\ |
-| findAny | 返回任意一个满足指定条件的元素 | Optional\ | |
-| findFirst | 返回第一个满足指定条件的元素 | Optional\ | |
-| forEach | 对所有元素执行特定的操作 | void | Cosumer\ |
-| collect | 对所有元素指定特定的收集操作 | R | Collector |
-| reduce | 对元素依次执行归约操作 | Optional\ | BinaryOperator\ |
-| count | 计算流中元素的数量 | long | |
+| 操作 | 作用 | 返回类型 | 使用的类型/函数式接口 |
+| --------- | ---------------------------------- | ------------ | ---------------------- |
+| filter | 过滤符合条件的元素 | Stream\ | Predicate\ |
+| distinct | 过滤重复元素 | Stream\ | |
+| skip | 跳过指定数量的元素 | Stream\ | long |
+| limit | 限制元素的数量 | Stream\ | long |
+| map | 对元素执行特定转换操作 | Stream\ | Function |
+| flatMap | 将元素扁平化后执行特定转换操作 | Stream\ | Function> |
+| sorted | 对元素进行排序 | Stream\ | Comparator\ |
+| anyMatch | 是否存在任意一个元素能满足指定条件 | boolean | Predicate\ |
+| noneMatch | 是否所有元素都不满足指定条件 | boolean | Predicate\ |
+| allMatch | 是否所有元素都满足指定条件 | boolean | Predicate\ |
+| findAny | 返回任意一个满足指定条件的元素 | Optional\ | |
+| findFirst | 返回第一个满足指定条件的元素 | Optional\ | |
+| forEach | 对所有元素执行特定的操作 | void | Cosumer\ |
+| collect | 使用收集器 | R | Collector |
+| reduce | 执行归约操作 | Optional\ | BinaryOperator\ |
+| count | 计算流中元素的数量 | long | |
> 注:上表中返回类型为 Stream\ 的操作都是中间操作,代表还可以继续调用其它方法对流进行处理。返回类型为其它的操作都是终止操作,代表处理过程到此为止。
@@ -285,11 +294,11 @@ try (Stream lines = Files.lines(Paths.get("pom.xml"), StandardCharsets.U
```java
Stream.iterate(0, x -> x + 1) // 构建流
- .limit(20) // 限制元素的个数
- .skip(10) // 跳过前10个元素
- .filter(x -> x % 2 == 0) // 过滤出所有偶数
- .map(x -> "偶数:" + x) // 对元素执行转换操作
- .forEach(System.out::println); // 打印出所有元素
+ .limit(20) // 限制元素的个数
+ .skip(10) // 跳过前10个元素
+ .filter(x -> x % 2 == 0) // 过滤出所有偶数
+ .map(x -> "偶数:" + x) // 对元素执行转换操作
+ .forEach(System.out::println); // 打印出所有元素
```
输出结果如下:
@@ -302,18 +311,18 @@ Stream.iterate(0, x -> x + 1) // 构建流
偶数:18
```
- 上表的 `flatMap()` 方法接收一个参数,它是一个函数型接口 `Function super T, ? extends Stream extends R>> mapper`,该接口用于将流中的元素转换为 `Stream` ,从而可以将原有的元素进行扁平化:
+ 上表的 `flatMap()` 方法接收一个参数,该参数是一个函数型接口 `Function super T, ? extends Stream extends R>> mapper`,主要用于将流中的元素转换为 `Stream` ,从而可以将原有的元素进行扁平化,示例如下:
```java
String[] strings = {"hello", "world"};
Arrays.stream(strings)
- .map(x -> x.split("")) // 拆分得到: ['h','e','l','l','o'],['w','o','r','l','d']
- .flatMap(x -> Arrays.stream(x)) // 进行扁平化处理得到:'h','e','l','l','o','w','o','r','l','d'
- .forEach(System.out::println);
+ .map(x -> x.split("")) // 拆分得到: ['h','e','l','l','o'],['w','o','r','l','d']
+ .flatMap(x -> Arrays.stream(x)) // 将每个数组进行扁平化处理得到:'h','e','l','l','o','w','o','r','l','d'
+ .forEach(System.out::println);
```
-上表的 `reduce()` 方法接收两个参数:第一个参数表示执行归约操作的初始值;第二个参数是上文我们介绍过的函数式接口 `BinaryOperator` ,使用示例如下:
+而上表的 `reduce()` 方法则接收两个参数:第一个参数表示执行归约操作的初始值;第二个参数是上文我们介绍过的函数式接口 `BinaryOperator` ,使用示例如下:
```java
Stream.iterate(0, x -> x + 1).limit(10)
@@ -322,7 +331,7 @@ Stream.iterate(0, x -> x + 1).limit(10)
### 4.2 数值流
-上面的代码等效于对 Stream 中的所有元素执行了求和操作,因此我们还可以调用简便方法 `sum()` 来进行实现,但是需要注意的是上面 `Stream.iterate()` 生成流中的元素类型都是包装类型:
+上面的代码等效于对 Stream 中的所有元素执行了求和操作,因此我们还可以调用简便方法 `sum()` 来进行实现,但是需要注意的是 `Stream.iterate()` 生成流中的元素类型都是包装类型:
```java
Stream stream = Stream.iterate(0, x -> x + 1); //包装类型Integer
@@ -345,7 +354,7 @@ Stream boxed = intStream.boxed();
## 五、收集器
-Stream 中最强大一个终止操作是 `collect()` ,它接收一个收集器 Collector 作为参数,可以将流中的元素收集到集合中,或进行分组、分区等操作。Java 中内置了多种收集器的实现,可以通过 Collectors 类的静态方法进行调用,常用的如下:
+Stream 中最强大一个终止操作是 `collect()` ,它接收一个收集器 Collector 作为参数,可以将流中的元素收集到集合中,或进行分组、分区等操作。Java 中内置了多种收集器的实现,可以通过 Collectors 类的静态方法进行调用,常用的收集器如下:
| 工厂方法 | 返回类型 | 用于 |
| ----------------- | --------------------- | ------------------------------------------------------------ |
@@ -355,12 +364,12 @@ Stream 中最强大一个终止操作是 `collect()` ,它接收一个收集器
| counting | Long | 计算流中所有元素的个数 |
| summingInt | Integer | 将流中所有元素转换为整数,并计算其总和 |
| averagingInt | Double | 将流中所有元素转换为整数,并计算其平均值 |
-| summarizingInt | IntSummaryStatistics | 将流中所有元素转换为整数,并返回值统计值,包含最大值、最小值、
总和与平均值等信息 |
+| summarizingInt | IntSummaryStatistics | 将流中所有元素转换为整数,并返回统计结果,包含最大值、最小值、
总和与平均值等信息 |
| joining | String | 将流中所有元素转换为字符串,并使用给定连接符进行连接 |
| maxBy | Optional\ | 查找流中最大元素的 Optional |
| minBy | Optional\ | 查找流中最小元素的 Optional |
| reducing | 规约操作产生的类型 | 对流中所有元素执行归约操作 |
-| collectingAndThen | 转换返回的类型 | 把流中所有元素收集到指定的集合中,再对集合执行特定转换操作 |
+| collectingAndThen | 转换返回的类型 | 先把流中所有元素收集到指定的集合中,再对集合执行特定的操作 |
| groupingBy | Map> | 对流中所有元素执行分组操作 |
| partitionBy | Map> | 对流中所有元素执行分区操作 |
@@ -379,7 +388,7 @@ stream.collect(Collectors.reducing(1, (a, b) -> a * b)); // 等效于 stream.red
collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toSet(), Set::size)); // 先把所有元素收集到Set中,再计算Set的大小
```
-> 注意:以上每个终止操作只能单独演示,因为对一个流只能执行一次终止操作。并且执行完终止操作后,就不能再对这个流执行任何操作,否则将抛出 `java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed` 异常。
+> 注意:以上每个终止操作只能单独演示,因为对一个流只能执行一次终止操作。并且执行完终止操作后,就不能再对这个流进行任何操作,否则将抛出 `java.lang.IllegalStateException: stream has already been operated upon or closed` 的异常。
### 5.2 分组
@@ -387,22 +396,22 @@ collect(Collectors.collectingAndThen(Collectors.toSet(), Set::size)); // 先把
```java
Stream stream = Stream.of(new Employee("张某", "男", "A公司", 20),
- new Employee("李某", "女", "A公司", 30),
- new Employee("王某", "男", "B公司", 40),
- new Employee("田某", "女", "B公司", 50));
+ new Employee("李某", "女", "A公司", 30),
+ new Employee("王某", "男", "B公司", 40),
+ new Employee("田某", "女", "B公司", 50));
```
```java
public class Employee {
-
- private String name;
- private String gender;
- private String company;
- private int age;
-
- @Override
- public String toString() {return "Employee{" + "name='" + name + '\'' + '}';
- }
+
+ private String name;
+ private String gender;
+ private String company;
+ private int age;
+
+ @Override
+ public String toString() {return "Employee{" + "name='" + name + '\'' + '}';
+ }
}
```
@@ -435,7 +444,7 @@ stream.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getCompany, Collectors.counting()
```java
stream.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getCompany, Collectors.groupingBy(Employee::getGender)));
-对应的分组结果如下:
+先按照公司分组,再按照性别分组,结果如下:
{
B公司={女=[Employee{name='田某'}], 男=[Employee{name='王某'}]},
A公司={女=[Employee{name='李某'}], 男=[Employee{name='张某'}]}
@@ -446,13 +455,13 @@ stream.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getCompany, Collectors.groupingBy
```java
Map> collect = stream.collect(Collectors.groupingBy(employee -> {
- if (employee.getAge() <= 30) {
- return "青年员工";
- } else if (employee.getAge() < 50) {
- return "中年员工";
- } else {
- return "老年员工";
- }
+ if (employee.getAge() <= 30) {
+ return "青年员工";
+ } else if (employee.getAge() < 50) {
+ return "中年员工";
+ } else {
+ return "老年员工";
+ }
}));
对应的分组结果如下:
@@ -465,7 +474,7 @@ Map> collect = stream.collect(Collectors.groupingBy(emplo
### 5.3 分区
-分区是分组的一种特殊情况,即将满足指定条件的分为一组,将不满足指定条件的分为另外一组,两者在使用上基本类似,示例如下:
+分区是分组的一种特殊情况,即将满足指定条件的元素分为一组,将不满足指定条件的元素分为另一组,两者在使用上基本类似,示例如下:
```java
stream.collect(Collectors.partitioningBy(x -> "A公司".equals(x.getCompany())));
@@ -489,7 +498,7 @@ stream.parallel();
此时流中的所有元素会被均匀的分配到多个线程上进行处理。并行流内部使用的是 ForkJoinPool 线程池,它默认的线程数量就是处理器数量,可以通过 `Runtime.getRuntime().availableProcessors()` 来查看该值,通常不需要更改。
-同时当前也无法为某个具体的流指定线程数量,只能通过修改系统属性 `java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism` 的值来改变线程池大小,进而改变所有并行流的线程大小,示例如下:
+当前也没有办法为某个具体的流指定线程数量,只能通过修改系统属性 `java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism` 的值来改变所有并行流使用的线程数量,示例如下:
```java
System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism","12");
@@ -505,6 +514,6 @@ stream.sequential();
-## 参考文档
+## 参考资料
厄马(Raoul-Gabriel Urma) / 弗斯科(Mario Fusco) / 米克罗夫特(Alan Mycroft) .**《Java 8实战》**. 人民邮电出版社 . 2016-04-01
\ No newline at end of file
diff --git a/notes/Redis_分布式锁原理.md b/notes/Redis_分布式锁原理.md
index 03130a3..4484ead 100644
--- a/notes/Redis_分布式锁原理.md
+++ b/notes/Redis_分布式锁原理.md
@@ -1,10 +1,26 @@
# Redis 分布式锁
+
+
## 一、实现原理
### 1.1 基本原理
-JDK 原生的锁可以让不同**线程**之间以互斥的方式来访问共享资源,但如果想要在不同**进程**之间以互斥的方式来访问共享资源,JDK 原生的锁就无能为力。此时可以使用 Redis 或 Zookeeper 来实现分布式锁。
+JDK 原生的锁可以让不同**线程**之间以互斥的方式来访问共享资源,但如果想要在不同**进程**之间以互斥的方式来访问共享资源,JDK 原生的锁就无能为力了。此时可以使用 Redis 来实现分布式锁。
Redis 实现分布式锁的核心命令如下:
@@ -12,7 +28,9 @@ Redis 实现分布式锁的核心命令如下:
SETNX key value
```
-SETNX 命令的作用是如果指定的 key 不存在,则创建并将为其设置值,此时返回状态码为 1,否则为 0。如果状态码为 1,代表获得该锁;此时其他进程再次尝试创建时,都回返回 0 ,代表锁已经被占用。当获得锁的进程处理完成业务后,再通过 `del` 命令将该 key 删除,其他进程就可以再次竞争性地进行创建,获得该锁。
+SETNX 命令的作用是:如果指定的 key 不存在,则创建并为其设置值,然后返回状态码 1;如果指定的 key 存在,则直接返回 0。如果返回值为 1,代表获得该锁;此时其他进程再次尝试创建时,由于 key 已经存在,则都会返回 0 ,代表锁已经被占用。
+
+当获得锁的进程处理完成业务后,再通过 `del` 命令将该 key 删除,其他进程就可以再次竞争性地进行创建,获得该锁。
通常为了避免死锁,我们会为锁设置一个超时时间,在 Redis 中可以通过 `expire` 命令来进行实现:
@@ -25,8 +43,8 @@ EXPIRE key seconds
```java
Long result = jedis.setnx("lockKey", "lockValue");
if (result == 1) {
- // 如果此处程序被异常终止(如直接kill -9进程),则设置超时的操作就无法进行,该锁就会出现死锁
- jedis.expire("lockKey", 3);
+ // 如果此处程序被异常终止(如直接kill -9进程),则设置超时的操作就无法进行,该锁就会出现死锁
+ jedis.expire("lockKey", 3);
}
```
@@ -44,8 +62,8 @@ SET key value [EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX] [KEEPTTL]
- **EX** :设置超时时间,单位是秒;
- **PX** :设置超时时间,单位是毫秒;
-- **NX** :当且仅当对应的 Key 不存在时候才进行设置;
-- **XX**:当且仅当对应的 Key 不存在时候才进行设置。
+- **NX** :当且仅当对应的 Key 不存在时才进行设置;
+- **XX**:当且仅当对应的 Key 存在时才进行设置。
这四个参数从 Redis 2.6.12 版本开始支持,因为当前大多数在用的 Redis 都已经高于这个版本,所以推荐直接使用该命令来实现分布式锁。对应的 Jedis 代码如下:
@@ -53,12 +71,13 @@ SET key value [EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX] [KEEPTTL]
jedis.set("lockKey", "lockValue", SetParams.setParams().nx().ex(3));
```
-此时一条命令就可以完成值和超时时间的设置,并且因为只有一条命令,因此其原子性也得到了保证。但因为引入了超时时间来避免死锁,同时也存在了两个其他问题:
+此时一条命令就可以完成值和超时时间的设置,并且因为只有一条命令,因此其原子性也得到了保证。但因为引入了超时时间来避免死锁,同时也引出了其它两个问题:
-
+
-+ **问题一**:当业务处理的时间超过过期时间后,由于锁已经被释放,此时其他进程就可以获得该锁,这意味着同时有两个进程进入了临界区,此时分布式锁就失效了;
-+ **问题二**:如上图所示,当进程 A 业务处理完成后,此时删除的是进程 B 的锁,进而导致分布式锁又一次失效,进程 B 和 进程 C 同时进入了临界区。
+
++ **问题一**:当业务处理的时间超过过期时间后(图中进程 A),由于锁已经被释放,此时其他进程就可以获得该锁(图中进程 B),这意味着有两个进程(A 和 B)同时进入了临界区,此时分布式锁就失效了;
++ **问题二**:如上图所示,当进程 A 业务处理完成后,此时删除的是进程 B 的锁,进而导致分布式锁又一次失效,让进程 B 和 进程 C 同时进入了临界区。
针对问题二,我们可以在创建锁时为其指定一个唯一的标识作为 Key 的 Value,这里假设我们采用 `UUID + 线程ID` 来作为唯一标识:
@@ -87,15 +106,15 @@ jedis.eval(script,
);
```
-接着再看问题一,问题一最简单的解决方法是:你可以估计业务的最大处理时间,然后保证设置的过期时间大于最大处理时间。但是由于业务需要面临各种复杂的情况,因此可能无法保证业务每一次都能在规定的过期时间内处理完成,此时可以使用延长锁时效的策略。
+接着再看问题一,问题一最简单的解决方法是:你可以估计业务的最大处理时间,然后保证设置的过期时间大于最大处理时间。但是由于业务会面临各种复杂的情况,因此可能无法保证业务每一次都能在规定的过期时间内处理完成,此时可以使用延长锁时效的策略。
### 1.3 延长锁时效
延长锁时效的方案如下:假设锁超时时间是 30 秒,此时程序需要每隔一段时间去扫描一下该锁是否还存在,扫描时间需要小于超时时间,通常可以设置为超时时间的 1/3,在这里也就是 10 秒扫描一次。如果锁还存在,则重置其超时时间恢复到 30 秒。通过这种方案,只要业务还没有处理完成,锁就会一直有效;而当业务一旦处理完成,程序也会马上删除该锁。
-Redis 的 Java 客户端 Redisson 提供的分布式锁就支持延长锁时效的机制,称为 WatchDog,直译过来就是 “看门狗” 机制。
+Redis 的 Java 客户端 Redisson 提供的分布式锁就支持类似的延长锁时效的策略,称为 WatchDog,直译过来就是 “看门狗” 机制。
-以上讨论的都是单机环境下的 Redis 分布式锁,而想要保证 Redis 分布式锁是高可用,首先 Redis 得是高可用的,Redis 的高可用模式主要有两种:哨兵模式和集群模式。
+以上讨论的都是单机环境下的 Redis 分布式锁,而想要保证 Redis 分布式锁是高可用,首先 Redis 得是高可用的,Redis 的高可用模式主要有两种:哨兵模式和集群模式。以下分别进行讨论:
@@ -117,38 +136,38 @@ Redis 的 Java 客户端 Redisson 提供的分布式锁就支持延长锁时效
想要在集群模式下实现分布式锁,Redis 提供了一种称为 RedLock 的方案,假设我们有 N 个 Redis 实例,此时客户端的执行过程如下:
+ 以毫秒为单位记录当前的时间,作为开始时间;
-+ 接着采用和单机版相同的方式,依次尝试在每个实例上创建锁。为了避免客户端长时间与某个故障的 Redis 节点通讯而导致阻塞,这里采用快速轮询的方式:假设创建锁时设置的超时时间为 10 秒,则访问每个 Redis 实例的超时时间可能在 5 到 50 毫秒之间,如果在这个时间内还没有建立通信,则尝试下一个实例;
-+ 如果在至少 N/2+1 个实例上都成功创建了锁。并且 `当前时间 - 开始时间 < 锁的超时时间` ,则认为已经获取了锁,锁的有效时间等于 `超时时间 - 花费时间`(如果考虑到不同 Redis 实例所在的服务器存在时钟漂移,则还需要减去时钟漂移);
++ 接着采用和单机版相同的方式,依次尝试在每个实例上创建锁。为了避免客户端长时间与某个故障的 Redis 节点通讯而导致阻塞,这里采用快速轮询的方式:假设创建锁时设置的超时时间为 10 秒,则访问每个 Redis 实例的超时时间可能在 5 到 50 毫秒之间,如果在这个时间内还没有建立通信,则尝试连接下一个实例;
++ 如果在至少 N/2+1 个实例上都成功创建了锁。并且 `当前时间 - 开始时间 < 锁的超时时间` ,则认为已经获取了锁,锁的有效时间等于 `超时时间 - 花费时间`(如果考虑不同 Redis 实例所在服务器的时钟漂移,则还需要减去时钟漂移);
+ 如果少于 N/2+1 个实例,则认为创建分布式锁失败,此时需要删除这些实例上已创建的锁,以便其他客户端进行创建。
+ 该客户端在失败后,可以等待一个随机的时间后,再次进行重试。
-以上就是 RedLock 的实现方案,可以看到主要是由客户端来实现的,并不真正涉及到 Redis 集群相关的功能。因此这里的 N 个 Redis 实例并不要求是一个真正的 Redis 集群,它们彼此之间可以是完全独立的,但由于只需要半数节点获得锁就能真正获得锁,因此对于分布式锁功能而言,其仍然是高可用的。后面使用 Redisson 来演示 RedLock 时会再次验证这一点。
+以上就是 RedLock 的实现方案,可以看到主要是由客户端来实现的,并不真正涉及到 Redis 集群相关的功能。因此这里的 N 个 Redis 实例并不要求是一个真正的 Redis 集群,它们彼此之间可以是完全独立的,但由于只需要半数节点获得锁就能真正获得锁,因此其仍然具备容错性和高可用性。后面使用 Redisson 来演示 RedLock 时会再次验证这一点。
-### 3.2 低延迟通讯和多路复用
+### 3.2 低延迟通讯
-实现 RedLock 方案的客户端与所有 Redis 实例进行通讯时,必须要保证低延迟,而且最好能使用多路复用技术来保证一次性将 SET 命令发送到所有 Redis 节点上,并获取到对应的执行结果。假设网络延迟高,此时客户端 A 和 B 分别尝试创建锁:
+另外实现 RedLock 方案的客户端与所有 Redis 实例进行通讯时,必须要保证低延迟,而且最好能使用多路复用技术来保证一次性将 SET 命令发送到所有 Redis 节点上,并获取到对应的执行结果。如果网络延迟较高,假设客户端 A 和 B 都在尝试创建锁:
```shell
SET key 随机数A EX 3 NX #A客户端
SET key 随机数B EX 3 NX #B客户端
```
-假设客户端 A 在一半节点上创建了锁,而客户端 B 在另外一半节点上创建了锁,此时两个客户端都无法获取到锁。如果并发很高,则可能存在多个客户端分别在部分节点上创建了锁,而没有一个客户端的数量超过 N/2+1。这也就是上面过程的最后一步中,强调一旦客户端失败后,需要等待一个随机时间后再进行重试的原因,如果是一个固定时间,则所有失败的客户端又同时发起重试,情况就还是一样。
+此时可能客户端 A 在一半节点上创建了锁,而客户端 B 在另外一半节点上创建了锁,那么两个客户端都将无法获取到锁。如果并发很高,则可能存在多个客户端分别在部分节点上创建了锁,而没有一个客户端的数量超过 N/2+1。这也就是上面过程的最后一步中,强调一旦客户端失败后,需要等待一个随机时间后再进行重试的原因,如果是一个固定时间,则所有失败的客户端又同时发起重试,情况就还是一样。
-因此最佳的实现就是客户端的 SET 命令能几乎同时到达所有节点,并几乎同时接受到所有执行结果。 想要保证这一点,低延迟的网络通信极为关键,下文介绍的 Redisson 就采用 Netty 来实现了这一功能。
+因此最佳的实现就是客户端的 SET 命令能几乎同时到达所有节点,并几乎同时接受到所有执行结果。 想要保证这一点,低延迟的网络通信极为关键,下文介绍的 Redisson 就采用 Netty 框架来保证这一功能的实现。
### 3.3 持久化与高可用
-为了保证高可用,所有 Redis 节点都需要开启持久化。假设不开启持久化,假设进程 A 获得锁后正在处理业务逻辑,此时节点宕机重启,因为锁数据丢失了,其他进程便可以再次获得该锁,因此所有 Redis 节点都需要开启 AOF 持久化方式。
+为了保证高可用,所有 Redis 节点还需要开启持久化。假设不开启持久化,假设进程 A 获得锁后正在处理业务逻辑,此时节点宕机重启,因为锁数据丢失了,其他进程便可以再次创建该锁,因此所有 Redis 节点都需要开启 AOF 的持久化方式。
-AOF 默认的同步机制为 `everysec`,即每秒进程一次持久化,此时能够兼顾性能与数据安全,发生意外宕机的时,最多会丢失一秒的数据。但如果碰巧就是在这一秒的时间内进程 A 创建了锁,此时其他进程也可以获得该锁,锁的互斥性也就失效了。要解决这个问题有两种方式:
+AOF 默认的同步机制为 `everysec`,即每秒进程一次持久化,此时能够兼顾性能与数据安全,发生意外宕机的时,最多会丢失一秒的数据。但如果碰巧就是在这一秒的时间内进程 A 创建了锁,并由于宕机而导致数据丢失。此时其他进程还可以创建该锁,锁的互斥性也就失效了。想要解决这个问题有两种方式:
-+ **方式一**:修改 Redis.conf 中 `appendfsync` 的值为 always,即每次命令后都进行持久化,此时降低了 Redis 性能,进而也会降低了分布式锁的性能,但锁的互斥性得到了绝对的保证;
-+ **方式二**:一旦节点宕机了,等到锁的超时时间过了之后才进行重启,此时相当于原有锁自然失效(你需要保证业务在自己设定的超时时间内能完成),这种方案称为延时重启。
++ **方式一**:修改 Redis.conf 中 `appendfsync` 的值为 `always`,即每次命令后都进行持久化,此时会降低 Redis 性能,进而也会降低分布式锁的性能,但锁的互斥性得到了绝对的保证;
++ **方式二**:一旦节点宕机了,需要等到锁的超时时间过了之后才进行重启,此时相当于原有锁自然失效(但你首先需要保证业务能在设定的超时时间内完成),这种方案也称为延时重启。
@@ -169,27 +188,28 @@ RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);
// 2.创建锁实例
RLock lock = redissonClient.getLock("myLock");
try {
- //3.尝试获取分布式锁,第一个参数为等待时间,第二个参数为锁过期时间
- boolean isLock = lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS);
- if (isLock) {
- // 4.模拟业务处理
+ //3.尝试获取分布式锁,第一个参数为等待时间,第二个参数为锁过期时间
+ boolean isLock = lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS);
+ if (isLock) {
+ // 4.模拟业务处理
System.out.println("处理业务逻辑");
- Thread.sleep(20 * 1000);
- }
+ Thread.sleep(20 * 1000);
+ }
} catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
+ e.printStackTrace();
} finally {
- //5.释放锁
- lock.unlock();
+ //5.释放锁
+ lock.unlock();
}
redissonClient.shutdown();
```
此时对应在 Redis 中的数据结构如下:
-
+
-可以看到 key 就是代码中设置的锁名,而 value 值的类型是 hash,其中键 `9280e909-c86b-43ec-b11d-6e5a7745e2e9:13` 的格式为 `UUID + 线程ID`,键对应的值为 1,代表加锁的次数。之所以要采用 hash 这种格式,主要是因为 Redisson 创建的锁是具有重入性的,即你可以多次进行加锁:
+
+可以看到 key 就是代码中设置的锁名,而 value 值的类型是 hash,其中键 `9280e909-c86b-43ec-b11d-6e5a7745e2e9:13` 的格式为 `UUID + 线程ID` ;键对应的值为 1,代表加锁的次数。之所以要采用 hash 这种格式,主要是因为 Redisson 创建的锁是具有重入性的,即你可以多次进行加锁:
```java
boolean isLock1 = lock.tryLock(0, 30, TimeUnit.SECONDS);
@@ -198,9 +218,10 @@ boolean isLock2 = lock.tryLock(0, 30, TimeUnit.SECONDS);
此时对应的值就会变成 2,代表加了两次锁:
-
+
-当然和其他重入锁一样,需要保证加锁的次数和解锁的次数一样,才能完全解锁:
+
+当然和其他重入锁一样,需要保证解锁的次数和加锁的次数一样,才能完全解锁:
```java
lock.unlock();
@@ -243,17 +264,17 @@ RLock lock03 = redissonClient03.getLock(lockName);
RedissonRedLock redLock = new RedissonRedLock(lock01, lock02, lock03);
try {
- boolean isLock = redLock.tryLock(10, 300, TimeUnit.SECONDS);
- if (isLock) {
- // 4.模拟业务处理
- System.out.println("处理业务逻辑");
- Thread.sleep(200 * 1000);
- }
+ boolean isLock = redLock.tryLock(10, 300, TimeUnit.SECONDS);
+ if (isLock) {
+ // 4.模拟业务处理
+ System.out.println("处理业务逻辑");
+ Thread.sleep(200 * 1000);
+ }
} catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
+ e.printStackTrace();
} finally {
- //5.释放锁
- redLock.unlock();
+ //5.释放锁
+ redLock.unlock();
}
redissonClient01.shutdown();
@@ -263,7 +284,8 @@ redissonClient03.shutdown();
此时每个 Redis 实例上锁的情况如下:
-
+
+
可以看到每个实例上都获得了锁。
@@ -281,24 +303,24 @@ RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);
// 2.创建锁实例
RLock lock = redissonClient.getLock("myLock");
try {
- //3.尝试获取分布式锁,第一个参数为等待时间
- boolean isLock = lock.tryLock(0, TimeUnit.SECONDS);
- if (isLock) {
- // 4.模拟业务处理
- System.out.println("处理业务逻辑");
- Thread.sleep(60 * 1000);
- System.out.println("锁剩余的生存时间:" + lock.remainTimeToLive());
- }
+ //3.尝试获取分布式锁,第一个参数为等待时间
+ boolean isLock = lock.tryLock(0, TimeUnit.SECONDS);
+ if (isLock) {
+ // 4.模拟业务处理
+ System.out.println("处理业务逻辑");
+ Thread.sleep(60 * 1000);
+ System.out.println("锁剩余的生存时间:" + lock.remainTimeToLive());
+ }
} catch (Exception e) {
- e.printStackTrace();
+ e.printStackTrace();
} finally {
- //5.释放锁
- lock.unlock();
+ //5.释放锁
+ lock.unlock();
}
redissonClient.shutdown();
```
-这里我们通过 `config.setLockWatchdogTimeout(30 * 1000)` 将 lockWatchdogTimeout 的值设置为 30000 毫秒(默认值也是 30000 毫秒)。lockWatchdogTimeout 只会对那些没有设置锁超时时间的锁生效,所以我们这里调用的是两个参数的 `tryLock()` 方法:
+首先 Redisson 的 WatchDog 机制只会对那些没有设置锁超时时间的锁生效,所以我们这里调用的是两个参数的 `tryLock()` 方法:
```java
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
@@ -310,9 +332,9 @@ boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
```
-Redisson 的 WatchDog 机制会以 lockWatchdogTimeout 的 1/3 时长为周期(在这里就是 10 秒)对所有未设置超时时间的锁进行检查,如果业务尚未处理完成(也就是锁还没有被程序主动删除),Redisson 就会将锁的超时时间重置为 lockWatchdogTimeout 指定的值(在这里就是设置的 30 秒),直到锁被程序主动删除。因此在上面的例子中可以看到,不论将模拟业务的睡眠时间设置为多长,其锁都会存在一定的剩余生存时间,直至业务处理完成。
+其次我们通过 `config.setLockWatchdogTimeout(30 * 1000)` 将 lockWatchdogTimeout 的值设置为 30000 毫秒(默认值也是 30000 毫秒)。此时 Redisson 的 WatchDog 机制会以 lockWatchdogTimeout 的 1/3 时长为周期(在这里就是 10 秒)对所有未设置超时时间的锁进行检查,如果业务尚未处理完成(也就是锁还没有被程序主动删除),Redisson 就会将锁的超时时间重置为 lockWatchdogTimeout 指定的值(在这里就是设置的 30 秒),直到锁被程序主动删除位置。因此在上面的例子中可以看到,不论将模拟业务的睡眠时间设置为多长,其锁都会存在一定的剩余生存时间,直至业务处理完成。
-反之,如果明确的指定了锁的超时时间 leaseTime,则以 leaseTime 的时间为准,WatchDog 机制对明确指定超时时间的锁不会生效。
+反之,如果明确的指定了锁的超时时间 leaseTime,则以 leaseTime 的时间为准,因为 WatchDog 机制对明确指定超时时间的锁不会生效。
diff --git a/notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md b/notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md
index 87a1c8c..1940e31 100644
--- a/notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md
+++ b/notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md
@@ -1,43 +1,64 @@
# ZooKeeper 分布式锁原理
+
+
+
## 一、实现原理
-JDK 原生的锁可以让不同**线程**之间以互斥的方式来访问共享资源,但如果想要在不同**进程**之间以互斥的方式来访问共享资源,JDK 原生的锁就无能为力。此时可以使用 Redis 或 Zookeeper 来实现分布式锁。
+JDK 原生的锁可以让不同**线程**之间以互斥的方式来访问共享资源,但如果想要在不同**进程**之间以互斥的方式来访问共享资源,JDK 原生的锁就无能为力了。此时可以使用 Zookeeper 来实现分布式锁。具体分为以下两种方案:
### 1.1 临时节点方案
-
+
+
临时节点方案的原理如下:
-+ 让多个进程(或线程)竞争性地去创建同一个临时节点,由于 ZooKeeper 不允许存在两个完全相同节点,因此必然只有一个进程能够抢先够创建成功 ;
-+ 假设进程 A 成功创建,则它获得了该分布式锁。此时其他进程需要在 parent_node 上注册监听,监听其下所有子节点的变化,并挂起当前线程;
++ 让多个进程(或线程)竞争性地去创建同一个临时节点,由于 ZooKeeper 不允许存在两个完全相同节点,因此必然只有一个进程能够抢先创建成功 ;
++ 假设是进程 A 成功创建了节点,则它获得该分布式锁。此时其他进程需要在 parent_node 上注册监听,监听其下所有子节点的变化,并挂起当前线程;
+ 当 parent_node 下有子节点发生变化时候,它会通知所有在其上注册了监听的进程。这些进程需要判断是否是对应的锁节点上的删除事件。如果是,则让挂起的线程继续执行,并尝试再次获取锁。
-这里之所以使用临时节点是为了避免死锁:进程 A 正常执行完业务逻辑后,会主动地去删除该节点,释放锁。但如果进程 A 意外宕机了,由于声明的是临时节点,因此该节点也会被移除,从而避免死锁。
+这里之所以使用临时节点是为了避免死锁:进程 A 正常执行完业务逻辑后,会主动地去删除该节点,释放锁。但如果进程 A 意外宕机了,由于声明的是临时节点,因此该节点也会被移除,进而避免死锁。
临时节点方案的实现比较简单,但是其缺点也比较明显:
-+ **缺点一**:当 parent_node 下其他锁变动或者被删除时,进程 B,C,D 也会收到通知,但是显然它们并不关心其他锁的释放情况。如果 parent_node 下存在大量的锁,并且程序处于高并发状态下,则 ZooKeeper 集群就需要频繁地通知客户端进程,这会带来大量的网络开销;
++ **缺点一**:当 parent_node 下其他锁变动或者被删除时,进程 B,C,D 也会收到通知,但是显然它们并不关心其他锁的释放情况。如果 parent_node 下存在大量的锁,并且程序处于高并发状态下,则 ZooKeeper 集群就需要频繁地通知客户端,这会带来大量的网络开销;
+ **缺点二**:采用临时节点方案创建的锁是非公平的,也就是说在进程 A 释放锁后,进程 B,C,D 发起重试的顺序与其收到通知的时间有关,而与其第一次尝试获取锁的时间无关,即与等待时间的长短无关。
+当程序并发量不高时,可以采用该方案来实现,因为其实现比较简单。而如果程序并发量很高,则需要采用下面的临时有序节点方案:
+
### 1.2 临时有序节点方案
-
+
+
采用临时有序节点时,对应的流程如下:
+ 每个进程(或线程)都会尝试在 parent_node 下创建临时有序节点,根据临时有序节点的特性,所有的进程都会创建成功;
-+ 然后每个进程需要获取 parent_node 下该锁的所有临时节点的信息,并判断自己是否是最小的一个节点,如果是,则代表获得该锁;
++ 然后每个进程需要获取当前 parent_node 下该锁的所有临时节点的信息,并判断自己是否是最小的一个节点,如果是,则代表获得该锁;
+ 如果不是,则挂起当前线程。并对其前一个节点注册监听(这里可以通过 exists 方法传入需要触发 Watch 事件);
-+ 如上图所示,当进程 A 处理完成后,会触发进程 B 注册的 Watch 事件,此时进程 B 就知道自己获得了锁,从而可以将挂起的线程继续,开始业务的处理。
++ 如上图所示,当进程 A 处理完成后,会触发进程 B 注册的 Watch 事件,此时进程 B 就知道自己获得了锁,从而可以将挂起的线程继续,并开始业务的处理。
-这里需要注意的是:如果进程 B 创建了临时节点,并且通过比较后知道自己不是最小的一个节点,但还没有注册监听;而此时 A 进程恰好处理完成并删除了 01 节点,此时调用 exist 方法时会抛出 IllegalArgumentException 异常。这虽然是一个异常,但是却代表进程 B 获得了锁,因此进程 B 可以开始执行业务逻辑。
+这里需要注意的是一种特殊的情况,其过程如下:
-临时有序节点方案正好解决了临时节点方案的两个缺点:
++ 如果进程 B 创建了临时节点,并且通过比较后知道自己不是最小的一个节点,但还没有注册监听;
++ 而 A 进程此时恰好处理完成并删除了 01 节点;
++ 接着进程 B 再调用 exist 方法注册监听就会抛出 IllegalArgumentException 异常。这虽然是一个异常,通常代表前一个节点已经不存在了。
+
+在这种情况下进程 B 应该再次尝试获取锁,如果获取到锁,则就可以开始业务的处理。下文讲解 Apache Curator 源码时也会再次说明这一点。
+
+通过上面对的介绍,可以看出来临时有序节点方案正好解决了临时节点方案的两个缺点:
+ 每个临时有序节点只需要关心它的上一个节点,而不需要关心其他的额外节点和额外事件;
-+ 实现的锁是公平的,先到达的进程创建的临时有序节点的值越小,能更快地获得锁。
++ 实现的锁是公平的,先到达的进程创建的临时有序节点的值越小,因此能更快地获得锁。
临时有序节点方案的另外一个优点是其能够实现共享锁,比如读写锁中的读锁。
@@ -48,7 +69,8 @@ JDK 原生的锁可以让不同**线程**之间以互斥的方式来访问共享
+ 对于读锁节点而言,其只需要关心前一个写锁节点的释放。如果前一个写锁释放了,则多个读锁节点对应的线程可以并发地读取数据;
+ 对于写锁节点而言,其只需要关心前一个节点的释放,而不需要关心前一个节点是写锁节点还是读锁节点。因为为了保证有序性,写操作必须要等待前面的读操作或者写操作执行完成。
-
+
+
@@ -56,56 +78,57 @@ JDK 原生的锁可以让不同**线程**之间以互斥的方式来访问共享
### 2.1 基本使用
- Apache Curator 是 ZooKeeper 的 Java 客户端,它基于临时有序节点方案实现了分布式锁、分布式读写锁等功能。基本使用如下:
+Apache Curator 是 ZooKeeper 的 Java 客户端,它基于临时有序节点方案实现了分布式锁、分布式读写锁等功能。使用前需要先导入 Apache Curator 和 ZooKeeper 相关的依赖,并保证 ZooKeeper 版本与服务器上 ZooKeeper 的版本一致:
+
+```xml
+
+ org.apache.curator
+ curator-framework
+ 4.3.0
+
+
+ org.apache.curator
+ curator-recipes
+ 4.3.0
+
+
+ org.apache.zookeeper
+ zookeeper
+ 3.4.14
+
+```
+
+基本使用如下:
```java
RetryPolicy retryPolicy = new RetryNTimes(3, 5000);
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.builder()
- .connectString("192.168.0.105:2181")
- .sessionTimeoutMs(10000).retryPolicy(retryPolicy)
- .namespace("mySpace").build();
+ .connectString("192.168.0.105:2181")
+ .sessionTimeoutMs(10000).retryPolicy(retryPolicy)
+ .namespace("mySpace").build();
client.start();
// 1. 创建分布式锁
InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, "/distributed/myLock");
// 2.尝试获取分布式锁
if (lock.acquire(10, TimeUnit.SECONDS)) {
- try {
- System.out.println("模拟业务耗时");
- Thread.sleep(3 * 1000);
- } finally {
- // 3.释放锁
- lock.release();
- }
+ try {
+ System.out.println("模拟业务耗时");
+ Thread.sleep(3 * 1000);
+ } finally {
+ // 3.释放锁
+ lock.release();
+ }
}
client.close();
```
-这里需要事先导入 Apache Curator 和 ZooKeeper 相关的依赖,并保证 ZooKeeper 版本与服务器上 ZooKeeper 的版本一致:
+之后就可以启动多个程序进程来进行测试,此时 ZooKeeper 上的数据结构如下:
-```xml
-
- org.apache.curator
- curator-framework
- 4.3.0
-
-
- org.apache.curator
- curator-recipes
- 4.3.0
-
-
- org.apache.zookeeper
- zookeeper
- 3.4.14
-
-```
+
-之后就可以启动多个程序进程来进程测试,ZooKeeper 上的数据结构如下:
-
-
-在我们指定的路径下,会依次创建多个临时有序节点,而当业务逻辑处理完成后,这些节点就会被移除。这里我们使用的是单机版本的 ZooKeeper ,而集群环境下也是一样,和 Redis 主从模式下的延迟复制会导致数据不一致的情况不同,ZooKeeper 各个节点上的数据一致性可以由其自身来进行保证。
+在我们指定的路径下,会依次创建多个临时有序节点,而当业务逻辑处理完成后,这些节点就会被移除。这里我们使用的是单机版本的 ZooKeeper ,而集群环境下也是一样,和 Redis 主从模式下的延迟复制会导致数据不一致的情况不同,ZooKeeper 集群各个节点上的数据一致性可以由其自身来进行保证。
@@ -115,7 +138,7 @@ Apache Curator 底层采用的是临时有序节点的实现方案,下面我
#### 1. 获取锁源码解析
-上面最核心的获取锁的方法 `acquire()` ,其定义如下:
+上面最核心的方法是获取锁的 `acquire()` 方法 ,其定义如下:
```java
@Override
@@ -124,7 +147,7 @@ public boolean acquire(long time, TimeUnit unit) throws Exception{
}
```
-它在内部调用了 `internalLock()` 方法:
+可以看到,它在内部调用了 `internalLock()` 方法,internalLock 方法的源码如下:
```java
// threadData是一个线程安全的Map,其中Thread是持有锁的线程,LockData是锁数据
@@ -151,7 +174,7 @@ private boolean internalLock(long time, TimeUnit unit) throws Exception{
}
```
-这里面真正去尝试创建锁的方法是 `attemptLock()`:
+上面真正去尝试获取锁的方法是 `attemptLock()`:
```java
String attemptLock(long time, TimeUnit unit, byte[] lockNodeBytes) throws Exception{
@@ -163,7 +186,7 @@ String attemptLock(long time, TimeUnit unit, byte[] lockNodeBytes) throws Except
boolean hasTheLock = false;
boolean isDone = false;
- // 当出现NoNodeException异常时候依靠该循环进行重试
+ // 当出现NoNodeException异常时候依靠该循环进行重试
while ( !isDone ){
isDone = true;
try{
@@ -184,7 +207,7 @@ String attemptLock(long time, TimeUnit unit, byte[] lockNodeBytes) throws Except
}
}
- // 如果获取到锁,则跳出循环,并返回锁的路径
+ // 如果获取到锁,则跳出循环,并返回锁的路径
if ( hasTheLock ){
return ourPath;
}
@@ -212,71 +235,71 @@ public String createsTheLock(CuratorFramework client, String path, byte[] lockNo
}
```
-这里创建好的临时节点的路径会作为参数传递给 `internalLockLoop()` 方法。在文章开头介绍原理时候,我们说过每个线程创建好临时有序节点后,还需要判断它所创建的临时有序节点是否是当前最小的节点,`internalLockLoop()` 方法主要做的就是这事:
+这里返回的临时有序节点的路径会作为参数传递给 `internalLockLoop()` 方法。在文章开头介绍原理时,我们说过每个线程创建好临时有序节点后,还需要判断它所创建的临时有序节点是否是当前最小的节点,`internalLockLoop()` 方法主要做的就是这事:
```java
private boolean internalLockLoop ( long startMillis, Long millisToWait, String ourPath) throws Exception {
- // 是否持有锁
+ // 是否持有锁
boolean haveTheLock = false;
- boolean doDelete = false;
- try {
- if (revocable.get() != null) {
- client.getData().usingWatcher(revocableWatcher).forPath(ourPath);
- }
+ boolean doDelete = false;
+ try {
+ if (revocable.get() != null) {
+ client.getData().usingWatcher(revocableWatcher).forPath(ourPath);
+ }
// 如果连接ZooKeeper客户端处于启动状态,也就是想要获取锁的进程仍然处于运行状态,并且还没有获取到锁,则循环继续
- while ((client.getState() == CuratorFrameworkState.STARTED) && !haveTheLock) {
+ while ((client.getState() == CuratorFrameworkState.STARTED) && !haveTheLock) {
// 对所当前所有的子节点按照从小到大进行排序
- List children = getSortedChildren();
+ List children = getSortedChildren();
// 将createsTheLock方法获得的临时有序节点的路径进行截取,只保留节点名的部分
- String sequenceNodeName = ourPath.substring(basePath.length() + 1);
+ String sequenceNodeName = ourPath.substring(basePath.length() + 1);
// 判断当前节点是否是最小的一个节点
- PredicateResults predicateResults = driver.
+ PredicateResults predicateResults = driver.
getsTheLock(client, children, sequenceNodeName, maxLeases);
- // 如果当前节点就是最小的一个节点(排他锁情况),则此时就获得了锁
- if (predicateResults.getsTheLock()) {
- haveTheLock = true;
- } else {
+ // 如果当前节点是最小的一个节点(排他锁情况),则此时就获得了锁
+ if (predicateResults.getsTheLock()) {
+ haveTheLock = true;
+ } else {
// 如果当前节点不是最小的一个节点,先拼接并获取前一个节点完整的路径
- String previousSequencePath = basePath + "/" + predicateResults.getPathToWatch();
- synchronized (this) {
- try {
+ String previousSequencePath = basePath + "/" + predicateResults.getPathToWatch();
+ synchronized (this) {
+ try {
// 然后对前一个节点进行监听
- client.getData().usingWatcher(watcher).forPath(previousSequencePath);
+ client.getData().usingWatcher(watcher).forPath(previousSequencePath);
// 如果设置了等待时间
- if (millisToWait != null) {
+ if (millisToWait != null) {
// 将等待时间减去到目前为止所耗费的时间
- millisToWait -= (System.currentTimeMillis() - startMillis);
- startMillis = System.currentTimeMillis();
+ millisToWait -= (System.currentTimeMillis() - startMillis);
+ startMillis = System.currentTimeMillis();
// 如果等待时间小于0,则说明我们耗费的时间已经超过了等待时间,此时获取的锁无效,需要删除它
- if (millisToWait <= 0) {
+ if (millisToWait <= 0) {
//设置删除标志位,并退出循环
- doDelete = true;
- break;
- }
- // 如果还有剩余时间,则等待获取锁
- wait(millisToWait);
- } else {
+ doDelete = true;
+ break;
+ }
+ // 如果还有剩余时间,则在剩余时间内继续等待获取锁
+ wait(millisToWait);
+ } else {
// 如果没有设置等待时间,则持续等待获取锁
- wait();
- }
- } catch (KeeperException.NoNodeException e) {
- // 这个异常抛出时,代表对前一个节点设置监听时,前一个节点已经不存在(被释放),此时捕获该异常,
+ wait();
+ }
+ } catch (KeeperException.NoNodeException e) {
+ // 这个异常抛出时,代表对前一个节点设置监听时,前一个节点已经不存在(被释放),此时捕获该异常,
// 但不需要进行任何额外操作,因为循环会继续,就可以再次尝试获取锁
- }
- }
- }
- }
- } catch (Exception e) {
- ThreadUtils.checkInterrupted(e);
- doDelete = true;
- throw e;
- } finally {
- // 如果抛出了异常或者超时了,都删除掉上一个方法createsTheLock创建的临时有序节点,以便后面的进程进行锁的获取
- if (doDelete) {
- deleteOurPath(ourPath);
- }
- }
- return haveTheLock;
+ }
+ }
+ }
+ }
+ } catch (Exception e) {
+ ThreadUtils.checkInterrupted(e);
+ doDelete = true;
+ throw e;
+ } finally {
+ // 如果抛出了异常或者超时,则代表该进程创建的锁无效,需要将已创建的锁删除。以便后面的进程继续尝试创建锁
+ if (doDelete) {
+ deleteOurPath(ourPath);
+ }
+ }
+ return haveTheLock;
}
```
@@ -286,24 +309,24 @@ private boolean internalLockLoop ( long startMillis, Long millisToWait, String o
PredicateResults predicateResults = driver.getsTheLock(client, children, sequenceNodeName, maxLeases);
```
-和上文介绍的一样,判断当前节点是否是持有锁的节点,在不同锁类型(如读写锁和互斥锁)的判断是不同的,因此 getsTheLock 方法有着不同的实现。这里以StandardLockInternalsDriver 为例,它使用的是互斥锁的判断规则:只要当前节点是最小的一个节点,就能持有锁:
+和上文介绍的一样,判断当前节点是否是持有锁的节点,在不同锁类型(如读写锁和互斥锁)的判断是不同的,因此 getsTheLock 方法有着不同的实现。这里以StandardLockInternalsDriver 为例,它使用的是互斥锁的判断规则:即只要当前节点是最小的一个节点,就能持有锁:
```java
public PredicateResults getsTheLock(CuratorFramework client, List children,
String sequenceNodeName, int maxLeases) throws Exception {
- // 获取当前节点在已经排好序的节点中的下标index
+ // 获取当前节点在已经排好序的节点中的下标index
int ourIndex = children.indexOf(sequenceNodeName);
- // 如果ourIndexx小于0,则抛出NoNodeException的异常
+ // 如果ourIndex小于0,则抛出NoNodeException的异常
validateOurIndex(sequenceNodeName, ourIndex);
- // 如果ourIndex小于maxLeases(默认值是1),则代表它就是0,也就是从小到大排好序的集合中的第一个,也就是最小的一个
+ // 如果ourIndex小于maxLeases(默认值是1),则代表它就是0,也就是从小到大排好序的集合中的第一个,也就是最小的一个
boolean getsTheLock = ourIndex < maxLeases;
- // 如果是最小的一个,此时就已经获取到锁,不需要返回前一个节点的名称,否则需要返回前一个节点的名称,用于后续的监听操作
+ // 如果是最小的一个,此时就已经获取到锁,不需要返回前一个节点的名称,否则需要返回前一个节点的名称,用于后续的监听操作
String pathToWatch = getsTheLock ? null : children.get(ourIndex - maxLeases);
return new PredicateResults(pathToWatch, getsTheLock);
}
```
-这里解释一下 maxLease 这个参数的意义:默认值为 1,就是互斥锁;如果默认值大于 1,假设 maxLease 的值是 5,则前 5 个临时有序节点都可以认为是能持有锁的节点,此时最多可以有 5 个线程并发访问临界区, 在功能上类似于 Java 中Semaphore(信号量)机制 。
+这里解释一下 maxLease 这个参数的意义:默认值为 1,就是互斥锁;如果默认值大于 1,假设 maxLease 的值是 5,则最小的 5 个临时有序节点都可以认为是能持有锁的节点,此时最多可以有 5 个线程并发访问临界区, 在功能上类似于 Java 中Semaphore(信号量)机制 。
@@ -313,29 +336,29 @@ PredicateResults predicateResults = driver.getsTheLock(client, children, sequenc
```java
public void release() throws Exception {
- Thread currentThread = Thread.currentThread();
+ Thread currentThread = Thread.currentThread();
// 根据当前线程来获取锁信息
- InterProcessMutex.LockData lockData = threadData.get(currentThread);
- // 如果获取不到,则当前线程不是锁的持有者,此时抛出异常
- if (lockData == null) {
- throw new IllegalMonitorStateException("You do not own the lock: " + basePath);
- }
+ InterProcessMutex.LockData lockData = threadData.get(currentThread);
+ // 如果获取不到,则当前线程不是锁的持有者,此时抛出异常
+ if (lockData == null) {
+ throw new IllegalMonitorStateException("You do not own the lock: " + basePath);
+ }
// 因为Zookeeper实现的锁具有重入性,所以将其计数器减少1
- int newLockCount = lockData.lockCount.decrementAndGet();
- if (newLockCount > 0) {
- return;
- }
+ int newLockCount = lockData.lockCount.decrementAndGet();
+ if (newLockCount > 0) {
+ return;
+ }
// 如果计数器的值小于0,代表解锁次数大于加锁次数,此时抛出异常
- if (newLockCount < 0) {
- throw new IllegalMonitorStateException("Lock count has gone negative for lock: " + basePath);
- }
- try {
- // 如果到达这一步,则说明计数器的值正好等于0,此时可以真正将节点删除,释放锁
- internals.releaseLock(lockData.lockPath);
- } finally {
+ if (newLockCount < 0) {
+ throw new IllegalMonitorStateException("Lock count has gone negative for lock: " + basePath);
+ }
+ try {
+ // 如果到达这一步,则说明计数器的值正好等于0,此时可以将节点真正的删除,释放锁
+ internals.releaseLock(lockData.lockPath);
+ } finally {
// 将锁信息从threadData移除
- threadData.remove(currentThread);
- }
+ threadData.remove(currentThread);
+ }
}
```
diff --git a/pictures/cap_示例.png b/pictures/cap_示例.png
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..33773e13bed88041ed8df5f701a2de9172b1e06f
GIT binary patch
literal 8711
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z1c3;;f#WI}A#ldg$NL`e>#DQ7z8eTc)$!*bKt7^k22RqzU+TfNoUGvu0Fi;dN!!BtL$z#DNOwuEibxB+GkKmMNTgGOduaYCXH2JPD?}%$
zG67!&EB<~zVvETZ-JQJXCEZc&m^3DdftGxCUnrb*NgAg@9d=|eRHsiRvTsCNSFMAD
zNdl?w#snsZSzo@fS3aSk^>Ny!^a1-HJP;jfl9=gm;@@fVU>KVDeK&*uoJ
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z=l|y`si>$J8|ys0LG_`%`}K+T=FJ~d(nA5Zz~%BO4{m=HdCx^Pi8DOA8YVuB56U3Y
ziuijFb9VtF0I3OF)_V`D4&ikU0q%M{{6dtrF98#oFDI*qv>Yy_SHs~U6+6UOc}5)
zXTHiIk~&~ri5VZ)xmZ&}B9Ua{eujJ#aqLP{Q&Sy|56IvM1XHAJ?#S_v53D-6x*vjr
zLvb3^@x3kWM|1vj4k90L?6BWMEg53`&k&jklPtsmgACmsCVnOtr%Be8C&Sq<9_f6h
zZn$rYt+Y{t!C(-`!WSl%a&VZ25Hj4!ReUW|37
zV{_C6J%3RY=wD?}5{-1NYpkvP=s0j5m!58O6=(Rw@D<`^4GVmaz?P!
zR*?Vu#Fy6wf7eO(cE<*ccd3>$6M)v3auk5M
zYPbQ5JF71mDn8UFGNE(cZaMHk=9DDozFbsCSC`!rrl_MeL8ep+3MaK{WV$4(_NfwI
z5>2e?QMIvuSjhMFtKtZWQfRN|g*sYvXh{D_xr^8LZ#!k$+V0JtH=lYNYQ*M_C_l*Q
z>QXJiTNGntAnfe=&z_BWKIw}eTbrqO-zd~7Kx|DdUo24T*gn2x?0bj_r9(+kp4?K=
z=Fm_7;?=z`k7}HqJka?;s+P!;7Vie8kn>P^jj8LcU>d59T8r#Hki~xt-iaP;zIchT
z9>csvfOXQv+}C%1v}(ARglsS1mt66u$i
zeC%fa&O&D4D4doVGg9JLvW?A4waKH^(8uoO02`
zCQ4gethC(J+!h%tpil;%m%V#2CN{|N-y%AHSSWGHV&*3IF4_1B`pK%V%>9KK=(r6BV>ACLbq1(oEc5(3pqgG2{t$WQPcj}i+nVVcCv{+^tw1d
z`9()dEAo13>BL67uQx62_RtIuKR;*AyLVUc-`%3z*rpmiD^&|9y7(6(fk9{#U^Ft0
zOoE!1ChqZGiR)Wt!iI5Z*#pS{%%(wfra0Zgg%v_DED|-25hgzFfC4L^YJpZEbaVc@
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zp$y7iC`+FZ!KomjsgOtAbz8{^)_URI4ZQBqPmxRAzlCxg7byc}m63w4U=$vY1>Ca~Y1
zsTNe$)g^~m52i6PF|9j4rKP3K2bS!`uE?mUsJxiZqnewW-@SWRQ&W@i
zw*h|?>z4goUamv$Jabx#2LE0~iMIIBWQTXJD!&DbolWr?ZTA(tXCkQG-mFAFHIL8f
zx_~n{#m*&5r49Id#t;=
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z*OW|5O#J-(9?#~=k^_POzcUB+J3qc8U)cp-C5ZX+E~axcHmhEXy4#mK&Kig)``|kkixCS%B^W`)5^ERi<6aCJ%3fb#!#pxvi8MHHZLo
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z0U1PNBwkd?%)muoU(?#$FKTF*_HGRcPfba=G9~DRfA^1f25#Sw{F{pfm!wnTrIJ}S
Sru0C5gA`t>LQ0>T2L3N;V92%r
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zx7JyE@3Z$_d!4<(ya$aKi+>p^>g6BfrE!W
zJA6oW9Y1p9lh4$TpE#j@TwPs5Tlb`frjC}n`l-)P>FDVh7#L`rH2j01{vUMp4fOvC
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