1. Zookeeper簡述

    我們要了解一樣技術，首先應該要到它的官網，因為官網的資訊一般都是最準確的，如下圖是Zookeeper官網對它的介紹。

    從官網的介紹中，可以總結出，Zookeeper是一個集中式服務，它能夠實現高度可靠的分散式協調，可用於開發和維護開源伺服器。

    除了官網的解釋外，我的觀點是還可以這樣理解。它也相當於是一個數據庫，具有資料同步和選舉功能，能夠用來儲存一些資訊，可用於解決大資料叢集的單點故障問題。Zookeeper有leader和follow兩種角色，當leader的節點宕掉之後，會自動選舉出新的leader，如果只剩一個節點活著，就是standalone狀態。Zookeeper各個節點之間的資料會自動同步，比如在Zookeeper叢集的A節點儲存資料，那麼這份資料也會自動拷貝到叢集中另外的節點上。在Hadoop、Storm、Spark叢集都可以使用Zookeeper實現高可用（HA），防止出現單點故障。

2. 為什麼要加鎖

    在多執行緒程式設計中，必須要考慮到執行緒安全問題，當共享資料被高併發訪問時，會破壞資料的一致性。比如搶購商品，商品數量為1，有兩個使用者（執行緒）同時對它進行訪問，當第一個執行緒拿到資料，還沒有對數量執行減1操作的這段時間，第二個執行緒在這個時間段也拿到了資料，兩個執行緒都對商品數量進行減1操作的話，就會出現商品數量是 -1 的資料，就違背了實際原則。

    因此，在程式中引入了鎖，線上程訪問共享資料之前，首先要請求鎖，當得到這把鎖的時候，才能夠訪問共享資料，使用完以後再歸還這把鎖。如果鎖已經被一個執行緒獲取，其它執行緒就請求不到鎖，就執行重試策略，進入等待狀態，不會訪問共享資料，也就保證了資料的一致性。

3. 程式設計實戰

 3.1 原理

  3.2 實現

    3.2.1 程式碼

        (1) 建立Maven專案，並在pom檔案中加入以下依賴

<dependencies>
	<dependency>
		<groupId>junit</groupId>
		<artifactId>junit</artifactId>
		<version>3.8.1</version>
		<scope>test</scope>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.curator</groupId>
		<artifactId>curator-framework</artifactId>
		<version>4.0.0</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.curator</groupId>
		<artifactId>curator-recipes</artifactId>
		<version>4.0.0</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.curator</groupId>
		<artifactId>curator-client</artifactId>
		<version>4.0.0</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>org.apache.zookeeper</groupId>
		<artifactId>zookeeper</artifactId>
		<version>3.4.6</version>
	</dependency>
	<dependency>
		<groupId>com.google.guava</groupId>
		<artifactId>guava</artifactId>
		<version>16.0.1</version>
	</dependency>
</dependencies>
 

package com.nova;
/**
 * 
 * @author Supernova
 * @date 2018/06/16
 *
 */
public class Product {
	// 商品數量,這裡預設共有8件商品
	private static int number = 5;

	public static int getNumber() {
		return number;
	}

	public static void setNumber(int number) {
		Product.number = number;
	}
	
}

package com.nova;

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.ExponentialBackoffRetry;
/**
 * 
 * @author Supernova
 * @date 2018/06/16
 *
 */
public class Client {
	/*
	 * 搶購商品的方法 
	 * 作用：訪問共享資源,獲取並更新商品數量
	 */
	public static void buy() {
		System.out.println("--------【"+Thread.currentThread().getName()+"】開始購買-------");
		//獲取商品數量
		int currentNumber = Product.getNumber();
		/*
		 * 如果商品數量為0,則不能購買
		 * 如果還有商品,則執行購買操作
		 */
		if(currentNumber == 0 ) {
			System.out.println("商品已被搶空！！！");
		}else {
			System.out.println("當前商品數量："+currentNumber);
			
			//購買後商品數量減1
			currentNumber--;
			Product.setNumber(currentNumber);
			
			//為了便於觀察程式的執行結果，這裡使執行緒在執行購買操作後，停頓3秒
			try {
				Thread.sleep(3000);
			} catch (InterruptedException e) {
				e.printStackTrace();
			}
		}
		System.out.println("--------【"+Thread.currentThread().getName()+"】  購買結束-------");
	}

	public static void main(String[] args) {
		/*
		 * 定義重試策略：等待2秒,重試10次
		 * 第一個引數：等待時間
		 * 第二個引數：重試次數
		 */
		RetryPolicy policy = new ExponentialBackoffRetry(2000, 10);
		
		/*
		 * 建立客戶端向zookeeper請求鎖
		 * connectString() : zookeeper地址
		 * retryPolicy() : 重試策略
		 */
		CuratorFramework curatorFramework = CuratorFrameworkFactory.builder().connectString("192.168.243.11").retryPolicy(policy).build();
		//啟用
		curatorFramework.start();

		//獲取zookeeper鎖的資訊
		final InterProcessMutex mutex = new InterProcessMutex(curatorFramework, "/myMutex");

		/*
		 * 建立8個執行緒模擬8個客戶端併發訪問
		 * 
		 */
		for (int i = 0; i < 8; i++) {
			new Thread(new Runnable() {
				public void run() {
					try {
						//請求鎖資源，如果沒有得到鎖資源，就會執行重試策略
						mutex.acquire();
						//開始訪問共享資源，這裡是訪問商品資訊
						buy();
						
					} catch (Exception e) {
						e.printStackTrace();
					}finally {
						try {
							//將鎖歸還
							mutex.release();
						} catch (Exception e) {
							e.printStackTrace();
						}
					}
				}
			}).start();
		}

	}
}

    3.2.2 執行測試

        (2) 執行Java程式，程式執行結果如下圖

    可以看到執行的結果是執行緒安全的，只有在一個執行緒購買商品操作結束後，另一個執行緒才能接著購買。保證了資料的一致性。那麼，如果去掉鎖的情況是如何的呢？

    (3) 將請求鎖的程式碼mutex.acquire();和mutex.release();註釋掉之後。執行結果如下：

    從執行結果可以看出，如果沒有鎖的限制，程式執行的結果將會混亂。