CAP理论和BASE理论
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<strong>一个处于萌芽阶段的知识库,用于持续分享自己的所见、所学、所思!</strong>
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<a href="">点击切换详细目录</a>
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## :coffee: JAVA
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1. [Java 反射与注解](notes/Java_反射与注解.md)
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反射机制、自定义注解、@Target 与 @Retention、注解的继承
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2. [Java 并发编程](notes/Java_并发编程.md)
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3. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
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4. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
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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)
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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)
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7. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
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8. 函数式编程
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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
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3. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
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缓冲区 Buffer、通道 Channel、选择器 Selector、实现多人聊天室
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4. [Java 函数式编程](notes/Java_函数式编程.md)
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Lambda 表达式、函数式接口、流、收集器、并行流
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5. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
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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
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6. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
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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
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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)
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jps 命令、jstat 命令、jinfo 命令、jmap 命令、jhat 命令、jstack 命令
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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)
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JConsole、VisualVM 、监控本地进程、监控远程进程
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9. [Tomcat 架构解析](notes/Tomcat_架构解析.md)
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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
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10. Java 集合类源码解析
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## :globe_with_meridians: 计算机与网络基础
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## :globe_with_meridians: 网络基础
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1. [计算机网络模型](notes/计算机网络.md)
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2. HTTP 协议详解
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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
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3. HTTPS 协议详解
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3. HTTPS 与 通信安全
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4. 抓包神器 Wireshark
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5. 计算机组成原理
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1. [JavaScript 基础](notes/JavaScript_基础.md)
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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
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2. [ECMAScript 6.0 基础](notes/ES6_基础.md)
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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
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3. CSS 基础
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选择器、非局部样式、布局样式、效果属性、CSS 动画
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4. JavaScript 设计模式
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1. [MySQL 核心概念](notes/MySQL_基础.md)
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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
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2. [MySQL 备份详解](notes/MySQL_备份.md)
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备份类型、mysqldump 备份、mysqlpump 备份、Xtrabackup 备份、二进制日志备份
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3. [MySQL 复制详解](notes/MySQL_复制.md)
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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
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4. [MySQL 高可用架构之 PXC 集群](notes/MySQL_PXC集群.md)
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5. [MyCat 读写分离与分库分表](notes/MySQL_Mycat中间件.md)
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@ -78,9 +111,15 @@
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3. [Redis 哨兵模式](notes/Redis_哨兵模式.md)
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复制机制、哨兵模式架构说明、哨兵模式搭建
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4. [Redis 集群模式](notes/Redis_集群模式.md)
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5. 使用 Redis 实现分布式锁
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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
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5. [Redis 分布式锁原理](notes/Redis_分布式锁原理.md)
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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
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### MongoDB
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2. [MongoDB 索引](notes/MongoDB_索引.md)
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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
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3. [MongoDB 聚合](notes/MongoDB_聚合.md)
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常用聚合管道、单用途聚合方法、MapReduce
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4. [MongoDB 复制](notes/MongoDB_复制.md)
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复制功能、故障发现、优先选举、投票成员、副本集搭建
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5. [MongoDB 分片](notes/MongoDB_分片.md)
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分片副本集配置、配置副本集配置、路由服务配置
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## :whale: 系统与容器
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@ -103,8 +150,12 @@
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2. [Sehll 脚本编程基础](notes/Shell_基础.md)
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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
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3. [Docker 基础](notes/Docker_基础.md)
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核心概念(镜像、容器、仓库)、Docker 常用命令、DockerFile 常用指令
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## :package: 常用技术栈
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@ -122,7 +173,6 @@
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1. [Nginx 基础之静态网站部署,负载均衡,动静分离](notes/Nginx_基础.md)
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2. HTTP 模块详解
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3. Nginx 性能优化
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### Kafka
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@ -141,29 +191,23 @@
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3. [ZooKeeper 常用 Shell 命令](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper常用Shell命令.md)
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4. [ZooKeeper Java 客户端](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_Java客户端Curator.md)
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5. [ZooKeeper ACL 权限控制](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_ACL权限控制.md)
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6. 使用 ZooKeeper 实现分布式锁
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6. [ZooKeeper 分布式锁原理](notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md)
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## ElasticSearch
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TODO
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## :rocket: 测试与运维
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1. 性能测试之 Jmeter
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2. 性能测试之 LoadRunner
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3. Jenkins 持续交付与自动化部署
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## :bullettrain_side: 微服务与分布式
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1. 分布式锁的实现
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2. 分布式选举算法
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3. 分布式事务实现原理
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4. 分布式全局 ID 的生成
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5. CAP 理论和 BASE 理论
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1. [CAP 理论 和 BASE 理论](notes/CAP理论和BASE理论.md)
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README.md
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README.md
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<p align="right"><a href="../CREADME.md">点击切换详细目录</a></p>
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## :coffee: JAVA
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1. [Java 反射与注解](notes/Java_反射与注解.md)
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反射机制、自定义注解、@Target 与 @Retention、注解的继承
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2. [Java 并发编程](notes/Java_并发编程.md)
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||||
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
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3. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
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3. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
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4. [Java 函数式编程](notes/Java_函数式编程.md)
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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
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5. [Java 设计模式](notes/Java_设计模式.md)
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4. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
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6. [Java 虚拟机](notes/Java_虚拟机.md)
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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
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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)
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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)
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jps 命令、jstat 命令、jinfo 命令、jmap 命令、jhat 命令、jstack 命令
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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)
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JConsole、VisualVM 、监控本地进程、监控远程进程
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7. [Java NIO 核心组件详解](notes/Java_NIO.md)
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缓冲区 Buffer、通道 Channel、选择器 Selector、实现多人聊天室
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8. 高性能网络框架 Netty
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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)
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9. [Tomcat 架构解析](notes/Tomcat_架构解析.md)
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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
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10. Java 集合类源码解析
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11. 函数式编程
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## :globe_with_meridians: 计算机与网络基础
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## :globe_with_meridians: 网络基础
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1. [计算机网络模型](notes/计算机网络.md)
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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
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2. HTTP 协议详解
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3. HTTPS 协议详解
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3. HTTPS 与 通信安全
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4. 抓包神器 Wireshark
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5. 计算机组成原理
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@ -70,16 +52,10 @@
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1. [JavaScript 基础](notes/JavaScript_基础.md)
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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
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2. [ECMAScript 6.0 基础](notes/ES6_基础.md)
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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
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3. CSS 基础
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选择器、非局部样式、布局样式、效果属性、CSS 动画
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4. JavaScript 设计模式
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@ -90,16 +66,10 @@
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1. [MySQL 核心概念](notes/MySQL_基础.md)
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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
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2. [MySQL 备份详解](notes/MySQL_备份.md)
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备份类型、mysqldump 备份、mysqlpump 备份、Xtrabackup 备份、二进制日志备份
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3. [MySQL 复制详解](notes/MySQL_复制.md)
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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
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4. [MySQL 高可用架构之 PXC 集群](notes/MySQL_PXC集群.md)
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5. [MyCat 读写分离与分库分表](notes/MySQL_Mycat中间件.md)
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@ -114,35 +84,19 @@
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3. [Redis 哨兵模式](notes/Redis_哨兵模式.md)
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复制机制、哨兵模式架构说明、哨兵模式搭建
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4. [Redis 集群模式](notes/Redis_集群模式.md)
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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
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5. 使用 Redis 实现分布式锁
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5. [Redis 分布式锁原理](notes/Redis_分布式锁原理.md)
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### MongoDB
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1. [MongoDB 基础](notes/MongoDB_基础.md)
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2. [MongoDB 索引](notes/MongoDB_索引.md)
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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
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3. [MongoDB 聚合](notes/MongoDB_聚合.md)
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常用聚合管道、单用途聚合方法、MapReduce
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4. [MongoDB 复制](notes/MongoDB_复制.md)
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复制功能、故障发现、优先选举、投票成员、副本集搭建
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5. [MongoDB 分片](notes/MongoDB_分片.md)
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分片副本集配置、配置副本集配置、路由服务配置
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## :whale: 系统与容器
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@ -151,12 +105,8 @@
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2. [Sehll 脚本编程基础](notes/Shell_基础.md)
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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
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3. [Docker 基础](notes/Docker_基础.md)
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核心概念(镜像、容器、仓库)、Docker 常用命令、DockerFile 常用指令
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## :package: 常用技术栈
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@ -174,7 +124,6 @@
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1. [Nginx 基础之静态网站部署,负载均衡,动静分离](notes/Nginx_基础.md)
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2. HTTP 模块详解
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3. Nginx 性能优化
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### Kafka
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@ -193,29 +142,23 @@
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3. [ZooKeeper 常用 Shell 命令](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper常用Shell命令.md)
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4. [ZooKeeper Java 客户端](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_Java客户端Curator.md)
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||||
5. [ZooKeeper ACL 权限控制](https://github.com/heibaiying/BigData-Notes/blob/master/notes/Zookeeper_ACL权限控制.md)
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6. 使用 ZooKeeper 实现分布式锁
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6. [ZooKeeper 分布式锁原理](notes/ZooKeeper_分布式锁原理.md)
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## ElasticSearch
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TODO
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+ TODO
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## :rocket: 测试与运维
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1. 性能测试之 Jmeter
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2. 性能测试之 LoadRunner
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3. Jenkins 持续交付与自动化部署
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<br/>
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## :bullettrain_side: 微服务与分布式
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1. 分布式锁的实现
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2. 分布式选举算法
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3. 分布式事务实现原理
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4. 分布式全局 ID 的生成
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5. CAP 理论和 BASE 理论
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1. [CAP 理论 和 BASE 理论](notes/CAP理论和BASE理论.md)
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@ -1,54 +0,0 @@
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<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
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<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
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|
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<groupId>org.apache.curator</groupId>
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|
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<version>4.3.0</version>
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|
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|
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|
@ -1,41 +0,0 @@
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||||
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 {
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||||
|
||||
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||||
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
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||||
InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, "/distributed/myLock");
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||||
// 2.尝试获取分布式锁
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||||
if (lock.acquire(10, TimeUnit.SECONDS)) {
|
||||
try {
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||||
System.out.println("模拟业务耗时");
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||||
Thread.sleep(3 * 1000);
|
||||
} finally {
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||||
// 3.释放锁
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||||
lock.release();
|
||||
}
|
||||
}
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client.close();
|
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}
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}
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@ -1,70 +0,0 @@
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package com.heibaiying;
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public class Employee {
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private String name;
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private String gender;
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private String company;
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private int age;
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private boolean isOfficial;
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public Employee(String name, String gender, String company, int age) {
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||||
this.name = name;
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||||
this.gender = gender;
|
||||
this.company = company;
|
||||
this.age = age;
|
||||
}
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||||
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||||
Employee(String name, int age,boolean isOfficial) {
|
||||
this.name = name;
|
||||
this.age = age;
|
||||
this.isOfficial = isOfficial;
|
||||
}
|
||||
|
||||
@Override
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||||
public String toString() {
|
||||
return "Employee{" +
|
||||
"name='" + name + '\'' +
|
||||
'}';
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}
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||||
public boolean isOfficial() {
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return isOfficial;
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}
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public void setOfficial(boolean official) {
|
||||
isOfficial = official;
|
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}
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public String getName() {
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return name;
|
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}
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public void setName(String name) {
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||||
this.name = name;
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}
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public String getGender() {
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return gender;
|
||||
}
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||||
public void setGender(String gender) {
|
||||
this.gender = gender;
|
||||
}
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||||
public String getCompany() {
|
||||
return company;
|
||||
}
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||||
public void setCompany(String company) {
|
||||
this.company = company;
|
||||
}
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public int getAge() {
|
||||
return age;
|
||||
}
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||||
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||||
public void setAge(int age) {
|
||||
this.age = age;
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
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@ -1,62 +0,0 @@
|
||||
package com.heibaiying;
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import java.util.ArrayList;
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import java.util.Arrays;
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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());
|
||||
|
||||
}
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||||
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/**
|
||||
* 进行求和
|
||||
*
|
||||
* @param list
|
||||
* @param initValue
|
||||
* @param binaryOperator
|
||||
* @param <T>
|
||||
* @return
|
||||
*/
|
||||
public static <T> T reduce(List<T> list, T initValue, BinaryOperator<T> 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 <T> 集合中元素的类型
|
||||
* @return 满足条件的元素的集合
|
||||
*/
|
||||
public static <T> List<T> filter(List<T> list, CustomPredicate<T> predicate) {
|
||||
ArrayList<T> result = new ArrayList<>();
|
||||
for (T t : list) {
|
||||
if (predicate.test(t)) result.add(t);
|
||||
}
|
||||
return result;
|
||||
}
|
||||
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 定义接口
|
||||
*
|
||||
* @param <T> 参数类型
|
||||
*/
|
||||
@FunctionalInterface
|
||||
public interface CustomPredicate<T> {
|
||||
// 判断是否满足过滤标准
|
||||
boolean test(T t);
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
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@ -1,7 +0,0 @@
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log4j.rootLogger=INFO, SYSLOG
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log4j.appender.SYSLOG=org.apache.log4j.net.SyslogAppender
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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
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82
notes/CAP理论和BASE理论.md
Normal file
82
notes/CAP理论和BASE理论.md
Normal file
@ -0,0 +1,82 @@
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# CAP 理论 和 BASE 理论
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## 一、CAP 理论
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### 1.1 基本概念
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#### 1. 一致性
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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。
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#### 2. 可用性
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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:
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+ **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。
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+ **返回结果**:不论成功或者失败,都需要明确地返回响应结果。
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#### 3. 分区容错性
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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。
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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。
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### 1.2 CAP 理论
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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:
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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:
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<div align="center"> <img src="../pictures/cap_示例.png"/> </div>
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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:
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+ **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;
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+ **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。
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可以看到无论如何,都是无法既保证 A ,又保证 C 的。
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### 1.3 选择策略
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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:
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+ **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。
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+ **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。
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+ **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。
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<div align="center"> <img src="../pictures/cap理论.jpg"/> </div>
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## 二、BASE 理论
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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:
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#### 1. 基本可用
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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:
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+ 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;
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+ 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。
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#### 2. 软状态
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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。
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#### 3. 最终一致性
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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。
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## 参考资料
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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
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@ -1,40 +0,0 @@
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# HTTPS
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## 一、核心概念
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### 1.1 SSL
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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:
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- v1 版本从未公开过,因为存在严重的安全漏洞。
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- 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。
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- v3 版本在1996年发布,是由网景公司完全重新设计的。
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### 1.2 TLS
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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。
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### 1.3 OpenSSL
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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。
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### 1.4 HTTPS
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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。
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## 二、数据安全
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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:
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### 2.1 非对称加密
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### 2.2 对称加密
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## 三、握手过程
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@ -1,10 +1,20 @@
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# Java 函数式编程
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<nav>
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<a href="#一Lambda">一、Lambda</a><br/>
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<a href="#二函数式接口">二、函数式接口</a><br/>
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||||
<a href="#三创建流">三、创建流</a><br/>
|
||||
<a href="#四操作流">四、操作流</a><br/>
|
||||
<a href="#五收集器">五、收集器</a><br/>
|
||||
<a href="#六并行流">六、并行流</a><br/>
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</nav>
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## 一、Lambda
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### 1.1 格式
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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:
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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:
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```java
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(parameters) -> expression
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@ -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
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Lambda 表达式具有如下特点:
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- **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;
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- **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;
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||||
- **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;
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||||
- **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。
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||||
@ -148,10 +158,10 @@ public interface Predicate<T> {
|
||||
}
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```
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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:
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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:
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+ **BiFunction<T, U, R>**:是函数型接口 Function<T, R> 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;
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+ **BinaryOperator\<T>**: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:
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||||
+ **BinaryOperator\<T>**: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:
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```java
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@FunctionalInterface
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@ -165,16 +175,9 @@ public interface BinaryOperator<T> extends BiFunction<T,T,T> {
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||||
}
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```
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使用示例如下:
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下面演示一下 BinaryOperator 的用法:
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```java
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public static void main(String[] args) {
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||||
List<Integer> integers = Arrays.asList(1, 2, 3, 4, 5);
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||||
reduce(integers, 0, (a, b) -> a + b); // 求和 输出:15
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||||
reduce(integers, 1, (a, b) -> a * b); // 求积 输出:120
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}
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||||
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/**
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||||
* 执行归约操作
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*/
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@ -184,13 +187,19 @@ public static <T> T reduce(List<T> list, T initValue, BinaryOperator<T> binaryOp
|
||||
}
|
||||
return initValue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
public static void main(String[] args) {
|
||||
List<Integer> 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
|
||||
}
|
||||
```
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## 三、创建流
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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:
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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:
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**1. 由值创建**
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||||
@ -216,7 +225,7 @@ List<String> strings = Arrays.asList("a", "b ", "c", "d");
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||||
Stream<String> stream = strings.stream();
|
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```
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||||
`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:
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||||
`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:
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```java
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||||
public interface Collection<E> extends Iterable<E> {
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||||
@ -240,10 +249,10 @@ try (Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("pom.xml"), StandardCharsets.U
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||||
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:
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||||
+ `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:
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+ `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:
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||||
```java
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||||
// 依次输出1到9
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// 依次输出0到9
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Stream.iterate(0, x -> x + 1).limit(10).forEach(System.out::print);
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||||
```
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||||
@ -258,10 +267,10 @@ try (Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("pom.xml"), StandardCharsets.U
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### 4.1 基本操作
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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:
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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:
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||||
| 操作 | 作用 | 返回类型 | 使用的类型/函数式接口 |
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| --------- | ------------------------------ | ------------ | ---------------------- |
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||||
| --------- | ---------------------------------- | ------------ | ---------------------- |
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| filter | 过滤符合条件的元素 | Stream\<T> | Predicate\<T> |
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| distinct | 过滤重复元素 | Stream\<T> | |
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| skip | 跳过指定数量的元素 | Stream\<T> | long |
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@ -269,14 +278,14 @@ try (Stream<String> lines = Files.lines(Paths.get("pom.xml"), StandardCharsets.U
|
||||
| map | 对元素执行特定转换操作 | Stream\<T> | Function<T,R> |
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||||
| flatMap | 将元素扁平化后执行特定转换操作 | Stream\<T> | Function<T,Stream\<R>> |
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| sorted | 对元素进行排序 | Stream\<T> | Comparator\<T> |
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||||
| anyMatch | 是否存在指定元素满足特定条件 | boolean | Predicate\<T> |
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| noneMatch | 是否所有元素都不满足特定条件 | boolean | Predicate\<T> |
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| allMatch | 是否所有元素都满足特定条件 | boolean | Predicate\<T> |
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||||
| anyMatch | 是否存在任意一个元素能满足指定条件 | boolean | Predicate\<T> |
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||||
| noneMatch | 是否所有元素都不满足指定条件 | boolean | Predicate\<T> |
|
||||
| allMatch | 是否所有元素都满足指定条件 | boolean | Predicate\<T> |
|
||||
| findAny | 返回任意一个满足指定条件的元素 | Optional\<T> | |
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||||
| findFirst | 返回第一个满足指定条件的元素 | Optional\<T> | |
|
||||
| forEach | 对所有元素执行特定的操作 | void | Cosumer\<T> |
|
||||
| collect | 对所有元素指定特定的收集操作 | R | Collector<T, A, R> |
|
||||
| reduce | 对元素依次执行归约操作 | Optional\<T> | BinaryOperator\<T> |
|
||||
| collect | 使用收集器 | R | Collector<T, A, R> |
|
||||
| reduce | 执行归约操作 | Optional\<T> | BinaryOperator\<T> |
|
||||
| count | 计算流中元素的数量 | long | |
|
||||
|
||||
> 注:上表中返回类型为 Stream\<T> 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。
|
||||
@ -302,18 +311,18 @@ Stream.iterate(0, x -> x + 1) // 构建流
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偶数:18
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```
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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:
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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:
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```java
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String[] strings = {"hello", "world"};
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Arrays.stream(strings)
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.map(x -> x.split("")) // 拆分得到: ['h','e','l','l','o'],['w','o','r','l','d']
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.flatMap(x -> Arrays.stream(x)) // 进行扁平化处理得到:'h','e','l','l','o','w','o','r','l','d'
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.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'
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.forEach(System.out::println);
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```
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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<T>` ,使用示例如下:
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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<T>` ,使用示例如下:
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```java
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Stream.iterate(0, x -> x + 1).limit(10)
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@ -322,7 +331,7 @@ Stream.iterate(0, x -> x + 1).limit(10)
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### 4.2 数值流
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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:
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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:
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```java
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Stream<Integer> stream = Stream.iterate(0, x -> x + 1); //包装类型Integer
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@ -345,7 +354,7 @@ Stream<Integer> boxed = intStream.boxed();
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## 五、收集器
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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:
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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:
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| 工厂方法 | 返回类型 | 用于 |
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| ----------------- | --------------------- | ------------------------------------------------------------ |
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@ -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
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| counting | Long | 计算流中所有元素的个数 |
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| summingInt | Integer | 将流中所有元素转换为整数,并计算其总和 |
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| averagingInt | Double | 将流中所有元素转换为整数,并计算其平均值 |
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| 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、<br/>总和与平均值等信息 |
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| 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、<br/>总和与平均值等信息 |
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| 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 |
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| maxBy | Optional\<T> | 查找流中最大元素的 Optional |
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| minBy | Optional\<T> | 查找流中最小元素的 Optional |
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| reducing | 规约操作产生的类型 | 对流中所有元素执行归约操作 |
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| 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 |
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| 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 |
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| groupingBy | Map<K,List\<T>> | 对流中所有元素执行分组操作 |
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| partitionBy | Map<Boolean,List\<T>> | 对流中所有元素执行分区操作 |
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@ -379,7 +388,7 @@ stream.collect(Collectors.reducing(1, (a, b) -> a * b)); // 等效于 stream.red
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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
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```
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> 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。
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> 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。
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### 5.2 分组
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@ -435,7 +444,7 @@ stream.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getCompany, Collectors.counting()
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```java
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stream.collect(Collectors.groupingBy(Employee::getCompany, Collectors.groupingBy(Employee::getGender)));
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对应的分组结果如下:
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先按照公司分组,再按照性别分组,结果如下:
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{
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B公司={女=[Employee{name='田某'}], 男=[Employee{name='王某'}]},
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A公司={女=[Employee{name='李某'}], 男=[Employee{name='张某'}]}
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@ -465,7 +474,7 @@ Map<String, List<Employee>> collect = stream.collect(Collectors.groupingBy(emplo
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### 5.3 分区
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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:
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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:
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```java
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stream.collect(Collectors.partitioningBy(x -> "A公司".equals(x.getCompany())));
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@ -489,7 +498,7 @@ stream.parallel();
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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。
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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:
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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:
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```java
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System.setProperty("java.util.concurrent.ForkJoinPool.common.parallelism","12");
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@ -505,6 +514,6 @@ stream.sequential();
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## 参考文档
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## 参考资料
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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
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@ -1,10 +1,26 @@
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# Redis 分布式锁
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<nav>
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<a href="#一实现原理">一、实现原理</a><br/>
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<a href="#11-基本原理">1.1 基本原理</a><br/>
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<a href="#12-官方推荐">1.2 官方推荐</a><br/>
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||||
<a href="#13--延长锁时效">1.3 延长锁时效</a><br/>
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||||
<a href="#二哨兵模式与分布式锁">二、哨兵模式与分布式锁</a><br/>
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||||
<a href="#三集群模式与分布式锁">三、集群模式与分布式锁</a><br/>
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||||
<a href="#31-RedLock-方案">3.1 RedLock 方案</a><br/>
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||||
<a href="#32-低延迟通讯">3.2 低延迟通讯</a><br/>
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||||
<a href="#33-持久化与高可用">3.3 持久化与高可用</a><br/>
|
||||
<a href="#四Redisson">四、Redisson</a><br/>
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||||
<a href="#41-分布式锁">4.1 分布式锁</a><br/>
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||||
<a href="#42-RedLock">4.2 RedLock</a><br/>
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||||
<a href="#43-延长锁时效">4.3 延长锁时效</a><br/>
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</nav>
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## 一、实现原理
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### 1.1 基本原理
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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。
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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。
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Redis 实现分布式锁的核心命令如下:
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@ -12,7 +28,9 @@ Redis 实现分布式锁的核心命令如下:
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SETNX key value
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```
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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。
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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。
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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。
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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:
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@ -44,8 +62,8 @@ SET key value [EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX] [KEEPTTL]
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- **EX** :设置超时时间,单位是秒;
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- **PX** :设置超时时间,单位是毫秒;
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- **NX** :当且仅当对应的 Key 不存在时候才进行设置;
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- **XX**:当且仅当对应的 Key 不存在时候才进行设置。
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- **NX** :当且仅当对应的 Key 不存在时才进行设置;
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- **XX**:当且仅当对应的 Key 存在时才进行设置。
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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:
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@ -53,12 +71,13 @@ SET key value [EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX] [KEEPTTL]
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jedis.set("lockKey", "lockValue", SetParams.setParams().nx().ex(3));
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```
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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:
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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:
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<div align="center"> <img src="../pictures/redis_分布式锁原理.png"/> </div>
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+ **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;
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+ **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。
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+ **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;
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+ **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。
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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:
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@ -87,15 +106,15 @@ jedis.eval(script,
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);
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```
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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。
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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。
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### 1.3 延长锁时效
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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。
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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。
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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。
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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。
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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:
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@ -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
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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:
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+ 以毫秒为单位记录当前的时间,作为开始时间;
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+ 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;
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+ 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);
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+ 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;
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+ 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);
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+ 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。
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+ 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。
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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。
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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。
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### 3.2 低延迟通讯和多路复用
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### 3.2 低延迟通讯
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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:
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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:
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```shell
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SET key 随机数A EX 3 NX #A客户端
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SET key 随机数B EX 3 NX #B客户端
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```
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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。
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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。
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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。
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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。
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### 3.3 持久化与高可用
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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。
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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。
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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:
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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:
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+ **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;
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+ **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。
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+ **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;
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+ **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。
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@ -187,9 +206,10 @@ redissonClient.shutdown();
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此时对应在 Redis 中的数据结构如下:
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<div align="center"> <img src="../pictures/redis_分布式锁_cli1.png"/> </div>
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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:
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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:
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```java
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boolean isLock1 = lock.tryLock(0, 30, TimeUnit.SECONDS);
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@ -198,9 +218,10 @@ boolean isLock2 = lock.tryLock(0, 30, TimeUnit.SECONDS);
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此时对应的值就会变成 2,代表加了两次锁:
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<div align="center"> <img src="../pictures/redis_分布式锁_cli2.png"/> </div>
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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:
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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:
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```java
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lock.unlock();
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@ -263,7 +284,8 @@ redissonClient03.shutdown();
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此时每个 Redis 实例上锁的情况如下:
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<div align="center"> <img src="../pictures/redis_分布式锁_cli3.png"/> </div>
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可以看到每个实例上都获得了锁。
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@ -298,7 +320,7 @@ try {
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redissonClient.shutdown();
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```
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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:
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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:
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```java
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boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
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@ -310,9 +332,9 @@ boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
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boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
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```
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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。
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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。
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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。
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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。
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@ -1,43 +1,64 @@
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# ZooKeeper 分布式锁原理
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<nav>
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<a href="#一实现原理">一、实现原理</a><br/>
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<a href="#11-临时节点方案">1.1 临时节点方案</a><br/>
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<a href="#12-临时有序节点方案">1.2 临时有序节点方案</a><br/>
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<a href="#13-读写锁">1.3 读写锁</a><br/>
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<a href="#二-Apache-Curator">二、 Apache Curator</a><br/>
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<a href="#21-基本使用">2.1 基本使用</a><br/>
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<a href="#22-源码解析">2.2 源码解析</a><br/>
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</nav>
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## 一、实现原理
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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。
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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:
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### 1.1 临时节点方案
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<div align="center"> <img src="../pictures/zookeeper_分布式锁_临时节点方法.png"/> </div>
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临时节点方案的原理如下:
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+ 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 ;
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+ 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;
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+ 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 ;
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+ 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;
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+ 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。
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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。
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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。
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临时节点方案的实现比较简单,但是其缺点也比较明显:
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+ **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;
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+ **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;
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+ **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。
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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:
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### 1.2 临时有序节点方案
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<div align="center"> <img src="../pictures/zookeeper_分布式锁_临时有序节点方案.png"/> </div>
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采用临时有序节点时,对应的流程如下:
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+ 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;
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+ 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;
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+ 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;
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+ 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);
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+ 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。
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+ 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。
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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。
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这里需要注意的是一种特殊的情况,其过程如下:
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临时有序节点方案正好解决了临时节点方案的两个缺点:
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+ 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;
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+ 而 A 进程此时恰好处理完成并删除了 01 节点;
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+ 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。
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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。
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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:
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+ 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;
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+ 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。
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+ 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。
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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。
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@ -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
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+ 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;
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+ 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。
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<div align="center"> <img src="../pictures/zookeeper_分布式读写锁.png"/> </div>
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@ -56,7 +78,27 @@ 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
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### 2.1 基本使用
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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:
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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:
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```xml
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<dependency>
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||||
<groupId>org.apache.curator</groupId>
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||||
<artifactId>curator-framework</artifactId>
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||||
<version>4.3.0</version>
|
||||
</dependency>
|
||||
<dependency>
|
||||
<groupId>org.apache.curator</groupId>
|
||||
<artifactId>curator-recipes</artifactId>
|
||||
<version>4.3.0</version>
|
||||
</dependency>
|
||||
<dependency>
|
||||
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
|
||||
<artifactId>zookeeper</artifactId>
|
||||
<version>3.4.14</version>
|
||||
</dependency>
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```
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基本使用如下:
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```java
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RetryPolicy retryPolicy = new RetryNTimes(3, 5000);
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@ -81,31 +123,12 @@ if (lock.acquire(10, TimeUnit.SECONDS)) {
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client.close();
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```
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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:
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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:
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```xml
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||||
<dependency>
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||||
<groupId>org.apache.curator</groupId>
|
||||
<artifactId>curator-framework</artifactId>
|
||||
<version>4.3.0</version>
|
||||
</dependency>
|
||||
<dependency>
|
||||
<groupId>org.apache.curator</groupId>
|
||||
<artifactId>curator-recipes</artifactId>
|
||||
<version>4.3.0</version>
|
||||
</dependency>
|
||||
<dependency>
|
||||
<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
|
||||
<artifactId>zookeeper</artifactId>
|
||||
<version>3.4.14</version>
|
||||
</dependency>
|
||||
```
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||||
<div align="center"> <img src="../pictures/zookeeper_分布式锁_cli.png"/> </div>
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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:
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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。
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@ -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
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#### 1. 获取锁源码解析
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上面最核心的获取锁的方法 `acquire()` ,其定义如下:
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上面最核心的方法是获取锁的 `acquire()` 方法 ,其定义如下:
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```java
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@Override
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@ -124,7 +147,7 @@ public boolean acquire(long time, TimeUnit unit) throws Exception{
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}
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```
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它在内部调用了 `internalLock()` 方法:
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可以看到,它在内部调用了 `internalLock()` 方法,internalLock 方法的源码如下:
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```java
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// 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
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@ -151,7 +174,7 @@ private boolean internalLock(long time, TimeUnit unit) throws Exception{
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||||
}
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```
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||||
这里面真正去尝试创建锁的方法是 `attemptLock()`:
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上面真正去尝试获取锁的方法是 `attemptLock()`:
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```java
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String attemptLock(long time, TimeUnit unit, byte[] lockNodeBytes) throws Exception{
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@ -212,7 +235,7 @@ public String createsTheLock(CuratorFramework client, String path, byte[] lockNo
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}
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```
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||||
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:
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||||
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:
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||||
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||||
```java
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||||
private boolean internalLockLoop ( long startMillis, Long millisToWait, String ourPath) throws Exception {
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||||
@ -232,7 +255,7 @@ private boolean internalLockLoop ( long startMillis, Long millisToWait, String o
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// 判断当前节点是否是最小的一个节点
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PredicateResults predicateResults = driver.
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||||
getsTheLock(client, children, sequenceNodeName, maxLeases);
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||||
// 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
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||||
// 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
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||||
if (predicateResults.getsTheLock()) {
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||||
haveTheLock = true;
|
||||
} else {
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||||
@ -253,7 +276,7 @@ private boolean internalLockLoop ( long startMillis, Long millisToWait, String o
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||||
doDelete = true;
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break;
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||||
}
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||||
// 如果还有剩余时间,则等待获取锁
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||||
// 如果还有剩余时间,则在剩余时间内继续等待获取锁
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||||
wait(millisToWait);
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||||
} else {
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||||
// 如果没有设置等待时间,则持续等待获取锁
|
||||
@ -271,7 +294,7 @@ private boolean internalLockLoop ( long startMillis, Long millisToWait, String o
|
||||
doDelete = true;
|
||||
throw e;
|
||||
} finally {
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||||
// 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
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||||
// 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
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||||
if (doDelete) {
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||||
deleteOurPath(ourPath);
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||||
}
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||||
@ -286,14 +309,14 @@ private boolean internalLockLoop ( long startMillis, Long millisToWait, String o
|
||||
PredicateResults predicateResults = driver.getsTheLock(client, children, sequenceNodeName, maxLeases);
|
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```
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||||
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:
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||||
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:
|
||||
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```java
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||||
public PredicateResults getsTheLock(CuratorFramework client, List<String> children,
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||||
String sequenceNodeName, int maxLeases) throws Exception {
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// 获取当前节点在已经排好序的节点中的下标index
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||||
int ourIndex = children.indexOf(sequenceNodeName);
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||||
// 如果ourIndexx小于0,则抛出NoNodeException的异常
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||||
// 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
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||||
boolean getsTheLock = ourIndex < maxLeases;
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||||
@ -303,7 +326,7 @@ PredicateResults predicateResults = driver.getsTheLock(client, children, sequenc
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||||
}
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||||
```
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||||
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 。
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||||
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 。
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||||
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||||
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@ -330,7 +353,7 @@ public void release() throws Exception {
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throw new IllegalMonitorStateException("Lock count has gone negative for lock: " + basePath);
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}
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||||
try {
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||||
// 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
|
||||
// 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
|
||||
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pictures/cap_示例.png
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