在当今的互联网后端开发领域，分布式系统的应用越来越广泛。在分布式环境下，保证数据的一致性和避免资源竞争成为了关键挑战。其中，分布式锁作为一种有效的同步机制，被广泛应用于解决这类问题。今天，我们就来深入探讨一下在 Spring Boot3 框架中，如何整合 Zookeeper 来实现分布式锁，这对于广大互联网后端开发人员来说，是一项非常实用且重要的技能。

什么是分布式锁

分布式锁，简单来说，是控制分布式系统之间同步访问共享资源的一种方式。在分布式系统中，不同的系统或是同一个系统的不同主机之间可能会共享一个或一组资源。当多个进程需要同时访问这些共享资源时，为了防止彼此干扰以保证数据的一致性，就需要使用分布式锁来实现互斥访问。比如，在一个电商系统中，库存是一个共享资源，多个订单处理服务可能同时尝试修改库存，如果没有分布式锁的控制，就很容易出现超卖等问题。

为什么选择 Zookeeper 实现分布式锁

Zookeeper 是一个开源的分布式协调服务框架，它为分布式应用提供了诸如配置维护、命名服务、分布式同步和组服务等功能。在实现分布式锁方面，Zookeeper 具有以下显著优势：

可靠性：Zookeeper 采用了集群模式，即使部分节点出现故障，整个系统仍然能够正常工作，保证了分布式锁的高可用性。一致性：Zookeeper 使用 Zab 协议来保证数据的一致性，这意味着在分布式环境下，所有客户端对锁的状态认知是一致的。顺序性：Zookeeper 的节点创建具有顺序性，利用这一特性可以方便地实现公平锁，即按照请求的先后顺序获取锁。Spring Boot3 整合 Zookeeper 实现分布式锁的步骤

准备工作

搭建 Zookeeper 环境：你需要有一个 Zookeeper 服务器或者 Zookeeper 集群。如果是单节点的 Zookeeper 也可以用于搭建分布式锁。若还没有搭建 Zookeeper 环境，可以参考相关教程进行搭建，例如在一些技术博客上有详细的搭建 Zookeeper 集群的文章可供参考。

创建 Spring Boot3 项目：确保你的开发环境中安装了 Java 17 或更高版本，因为 Spring Boot3 需要 Java 17 作为最低版本支持。你可以通过 Spring Initializr（https://start.spring.io/ ）来快速创建一个 Spring Boot3 项目。在创建项目时，选择相关的依赖，比如 Spring Web 等基础依赖。

添加依赖

在 Spring Boot3 项目的 pom.xml 文件中，添加 Spring Cloud Zookeeper 的依赖。由于我们只使用 Spring Cloud 的 zookeeper 模块，所以如果项目中已经引入了整个 Spring Cloud，就无需重复引入该模块。

<dependency> <groupId>org.springframework.cloud</groupId> <artifactId>spring-cloud-starter-zookeeper-all</artifactId></dependency>

同时，还需要引入 Zookeeper 的依赖：

<dependency> <groupId>org.apache.zookeeper</groupId> <artifactId>zookeeper</artifactId></dependency>

此外，为了方便测试，我们还需要引入 Spring Boot 测试模块的依赖：

<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope></dependency>

配置 Zookeeper 地址

在 Spring Boot 的配置文件 application.yaml 中，配置 Zookeeper 的地址：

spring: cloud: zookeeper: connect-string: your-zookeeper-server:2181

将 “your-zookeeper-server:2181” 替换为实际的 Zookeeper 服务器地址和端口。

编写代码实现分布式锁

创建线程池模拟多线程：我们通过创建一个线程池来模拟多线程环境下对分布式锁的使用。首先定义一个 Runnable 类来表示多线程的任务。

import org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMutex;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import java.util.concurrent.CountDownLatch;public DistributionLockRunnable implements Runnable { private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(DistributionLockRunnable.class); private final InterProcessMutex lock; private final CountDownLatch countDownLatch; public DistributionLockRunnable(InterProcessMutex lock, CountDownLatch countDownLatch) { this.lock = lock; this.countDownLatch = countDownLatch; } @Override public void run() { String threadName = Thread.currentThread().getName(); try { log.info("线程名：{}，尝试获取锁", threadName); lock.acquire(); log.info("线程名：{}，获取锁成功，正在处理数据", threadName); Thread.sleep(1000); // 模拟处理数据睡眠一秒钟 log.info("线程名：{}，数据处理成功", threadName); } catch (Throwable e) { log.error("线程名：{}，发生了错误", threadName, e); } finally { try { lock.release(); log.info("线程名：{}，锁已释放", threadName); countDownLatch.countDown(); } catch (Exception e) { log.error("线程名：{}，释放锁的时候发生了错误", threadName, e); } } }}

在上述代码中，我们通过InterProcessMutex来表示分布式锁，acquire()方法用于获取锁，release()方法用于释放锁。同时，使用CountDownLatch来确保所有线程执行完毕后程序才退出。

编写测试类：编写一个测试用例来测试分布式锁的功能。

package your.package.name;import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;import org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMutex;import org.junit.jupiter.api.Test;import org.slf4j.Logger;import org.slf4j.LoggerFactory;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;import java.util.concurrent.*;@SpringBootTestpublic ZookeeperDistributionLockApplicationTests { private static final Logger log = LoggerFactory.getLogger(ZookeeperDistributionLockApplicationTests.class); @Autowired private CuratorFramework curatorFramework; private static final String LOCK_PATH = "/lock/test-zookeeper-lock"; @Test public void testDistributionLock() { final int taskAmount = 10; CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(taskAmount); InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(curatorFramework, LOCK_PATH); ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(taskAmount, taskAmount, 100, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(taskAmount)); for (int i = 0; i < taskAmount; i++) { Runnable task = new DistributionLockRunnable(lock, countDownLatch); executor.submit(task); } try { countDownLatch.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } executor.shutdown(); }}

在这个测试类中，我们创建了一个ThreadPoolExecutor线程池，提交了多个DistributionLockRunnable任务，每个任务尝试获取和释放分布式锁，以此来测试 Zookeeper 分布式锁在多线程环境下的工作情况。

总结

通过以上步骤，我们成功地在 Spring Boot3 项目中整合了 Zookeeper 实现了分布式锁。在实际的互联网后端开发中，分布式锁的应用场景非常广泛，掌握这一技能能够帮助我们更好地处理分布式系统中的资源同步和数据一致性问题。希望本文能够对广大互联网后端开发人员有所帮助，让大家在分布式开发的道路上更加得心应手。如果在实践过程中有任何疑问，欢迎在评论区留言交流。