分布式系列教程（11） -分布式协调工具Zookeeper（分布式锁实现）

代码已提交至Github，有兴趣的同学可以下载来看看（git版本号：bea4d6f7ec9f7309033bcfa43316a660171ae5b6）:https://github.com/ylw-github/Zookeeper-Demo

本文目录结构： l____1. 知识点回顾 l________1.1 多线程 l________1.2 Java共享内存模型 l____2. 分布式锁的解决方案 l________2.1 单机系统下生成订单号ID l________2.2 分布式场景下生成订单号ID l____3. 使用Zookeeper实现分布式锁 l____总结

1. 知识点回顾 1.1 多线程

多线程：多线程为了能够提高应用程序的运行效率，在一个进程中有多条不同的执行路径，同时并行执行，互不影响。

线程安全：当多个线程同时共享，同一个全局变量或静态变量，做写的操作时，可能会发生数据冲突问题，也就是线程安全问题。但是做读操作是不会发生数据冲突问题。

解决办法：使用同步代码块或者Lock锁机制，保证在多个线程共享同一个变量只能有一个线程进行操作。

1.2 Java共享内存模型

共享内存模型 指的就是Java内存模型(简称JMM)，JMM决定一个线程对共享变量的写入时,能对另一个线程可见。

从抽象的角度来看，JMM定义了线程和主内存之间的抽象关系：线程之间的共享变量存储在主内存（main memory）中，每个线程都有一个私有的本地内存（local memory），本地内存中存储了该线程以读/写共享变量的副本。本地内存是JMM的一个抽象概念，并不真实存在。它涵盖了缓存，写缓冲区，寄存器以及其他的硬件和编译器优化。

从上图来看，线程A与线程B之间如要通信的话，必须要经历下面2个步骤：

1. 首先，线程A把本地内存A中更新过的共享变量刷新到主内存中去。
2. 然后，线程B到主内存中去读取线程A之前已更新过的共享变量。

下面通过示意图来说明这两个步骤： 如上图所示，本地内存A和B有主内存中共享变量x的副本。假设初始时，这三个内存中的x值都为0。线程A在执行时，把更新后的x值（假设值为1）临时存放在自己的本地内存A中。当线程A和线程B需要通信时，线程A首先会把自己本地内存中修改后的x值刷新到主内存中，此时主内存中的x值变为了1。随后，线程B到主内存中去读取线程A更新后的x值，此时线程B的本地内存的x值也变为了1。

从整体来看，这两个步骤实质上是线程A在向线程B发送消息，而且这个通信过程必须要经过主内存。JMM通过控制主内存与每个线程的本地内存之间的交互，来为java程序员提供内存可见性保证。

总结什么是Java内存模型?

java内存模型简称JMM，定义了一个线程对另一个线程可见。共享变量存放在主内存中，每个线程都有自己的本地内存，当多个线程同时访问一个数据的时候，可能本地内存没有及时刷新到主内存，所以就会发生线程安全问题。

2. 分布式锁的解决方案

下面举例：生成订单号ID，有什么方案呢？

2.1 单机系统下生成订单号ID

有三种：

1. 使用时间戳
2. 使用UUID
3. 推特 (Twitter) 的 Snowflake 算法（雪花算法）生成唯一 ID。

下面使用代码来认知下吧：

1.生成订单类：

package com.ylw.zookeeper.lock;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class OrderNumGenerator {
    
    //全局订单id
    public static int count = 0;

    public String getNumber() {
        try {
            Thread.sleep(200);
        } catch (Exception e) {
        }
        SimpleDateFormat simpt = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd-HH-mm-ss");
        return simpt.format(new Date()) + "-" + ++count;
    }
}

2.使用多线程情况模拟生成订单号

package com.ylw.zookeeper.lock;

public class OrderService implements Runnable {

    private OrderNumGenerator orderNumGenerator = new OrderNumGenerator();

    public void run() {
        getNumber();
    }

    public void getNumber() {
        String number = orderNumGenerator.getNumber();
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",生成订单ID:" + number);
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("####生成唯一订单号###");
        for (int i = 0; i