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[Curator] Multi Shared Lock 的使用与分析

秋雨霏霏
 秋雨霏霏
发布于 2017/06/01 17:05
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Multi Shared Lock

一个管理着多把锁的容器。 当这个容器的acquire()方法调用的时候,相当于申请容器内所有的锁。 如果申请失败,那么已持有的锁会被释放掉。

而调用容器的release()方法,则意味着释放容器内所有的锁。(失败时则被忽略)

1. 关键 API

org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMultiLock

org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessLock

2. 机制说明

多把锁放入一个容器中,统一管理。

适用于一个任务需要持有多个锁才可进行的场景。

3. 用法

3.1 创建

  1. 托管已经创建好的锁对象
    • 可以是任何锁类型
public InterProcessMultiLock(List<InterProcessLock> locks){}
  1. 自动创建锁对象
    • InterProcessMutexes
    • 可重入分布式锁
public InterProcessMultiLock(CuratorFramework client,
                             List<String> paths)

4. 错误处理

在实际使用中,必须考虑链接问题。 强烈建议:添加一个ConnectionStateListener用以处理链接中断或者丢失的情况

如果遇到链接中断SUSPENDED,在恢复链接RECONNECTED之前,就不能保证是不是还持有锁了。 而如果链接丢失LOST,那就意味着不再持有锁了。

5. 源码分析

5.1 类定义

public class InterProcessMultiLock implements InterProcessLock {}

虽然也是实现了org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessLock,但是InterProcessMultiLock并不是一个实际意义上的锁。

实现这个接口,更多意义上可以当作一个委托或者代理模式。

5.2 成员变量

public class InterProcessMultiLock implements InterProcessLock
{
    private final List<InterProcessLock> locks;
}

只有一个被管理锁对象的集合

5.3 构造器

public InterProcessMultiLock(List<InterProcessLock> locks)
{
    this.locks = ImmutableList.copyOf(locks);
}

public InterProcessMultiLock(CuratorFramework client, List<String> paths)
{
    // paths get checked in each individual InterProcessMutex, so trust them here
    this(makeLocks(client, paths));
}
  1. 已有锁集合
    • 做了一份不可变的集合,赋值
  2. 创建一组锁
    • makeLocks方法负责创建
private static List<InterProcessLock> makeLocks(CuratorFramework client, List<String> paths)
{
    ImmutableList.Builder<InterProcessLock> builder = ImmutableList.builder();
    for ( String path : paths )
    {
        InterProcessLock        lock = new InterProcessMutex(client, path);
        builder.add(lock);
    }
    return builder.build();
}
  • 注意此方法是私用静态方法,也算固定套路
    • 极限情况下,静态方法的调用效率更高(省略了this检查)
  1. 对paths逐一构建InterProcessMutex对象
  2. 将锁对象加入管理的集合中

5.4 加锁

public void acquire() throws Exception
{
    acquire(-1, null);
}

public boolean acquire(long time, TimeUnit unit) throws Exception
{
    Exception                   exception = null;
    List<InterProcessLock>      acquired = Lists.newArrayList();
    boolean                     success = true;
    for ( InterProcessLock lock : locks )
    {
        try
        {
            if ( unit == null )
            {
                lock.acquire();
                acquired.add(lock);
            }
            else
            {
                if ( lock.acquire(time, unit) )
                {
                    acquired.add(lock);
                }
                else
                {
                    success = false;
                    break;
                }
            }
        }
        catch ( Exception e )
        {
            ThreadUtils.checkInterrupted(e);
            success = false;
            exception = e;
        }
    }

    if ( !success )
    {
        for ( InterProcessLock lock : reverse(acquired) )
        {
            try
            {
                lock.release();
            }
            catch ( Exception e )
            {
                ThreadUtils.checkInterrupted(e);
                // ignore
            }
        }
    }

    if ( exception != null )
    {
        throw exception;
    }
    
    return success;
}
  1. 逐一对锁对象进行加锁操作
    1. 如果加锁成功,记录状态
    2. 如果加锁失败,则中止加锁
  2. 检查状态
    1. 如果加锁过程不是全部成功
    2. 则释放已经持有的锁
      • 此过程中的异常会被忽略
  3. 如果加锁过程出现异常,也需要对已经持有的锁进行释放
  • 由于锁对象本身就可进行互斥
    • 所以此方法没有进行并发控制

5.5 释放锁

public synchronized void release() throws Exception
{
    Exception       baseException = null;

    for ( InterProcessLock lock : reverse(locks) )
    {
        try
        {
            lock.release();
        }
        catch ( Exception e )
        {
            ThreadUtils.checkInterrupted(e);
            if ( baseException == null )
            {
                baseException = e;
            }
            else
            {
                baseException = new Exception(baseException);
            }
        }
    }

    if ( baseException != null )
    {
        throw baseException;
    }
}

逐一释放的过程

  • 锁集合是先进过倒序处理的
    • 先获得的锁,后释放
    • 保障多个锁的依赖安全
  • 释放锁的过程加上了synchronized
    • 这个时候其实对于所有锁的状态是不确保统一的(有些锁可能已经被释放)
    • 一个批次的释放过程,异常需要处理

5.6 锁状态判断

public synchronized boolean isAcquiredInThisProcess()
{
    // it's subjective what the correct meaning is here - I choose to return true
    // only if all of the locks are acquired

    for ( InterProcessLock lock : locks )
    {
        if ( !lock.isAcquiredInThisProcess() )
        {
            return false;
        }
    }
    return true;
}

同样,这个方法也是加上了synchronized的。 需要保障方法内部锁状态的统一。

只有所有锁都加锁成功,才认为获得了锁。

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