跟着实例学习ZooKeeper的用法： 计数器

转自：http://ifeve.com/zookeeper-sharedcount/

这一篇文章我们将学习使用Curator来实现计数器。 顾名思义，计数器是用来计数的, 利用ZooKeeper可以实现一个集群共享的计数器。 只要使用相同的path就可以得到最新的计数器值， 这是由ZooKeeper的一致性保证的。Curator有两个计数器， 一个是用int来计数，一个用long来计数。

SharedCount

这个类使用int类型来计数。 主要涉及三个类。
SharedCount
SharedCountReader
SharedCountListener

SharedCount

代表计数器， 可以为它增加一个SharedCountListener，当计数器改变时此Listener可以监听到改变的事件，而SharedCountReader可以读取到最新的值， 包括字面值和带版本信息的值VersionedValue。

例子代码：

package com.colobu.zkrecipe.counter;

import java.io.IOException;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.shared.SharedCount;
import org.apache.curator.framework.recipes.shared.SharedCountListener;
import org.apache.curator.framework.recipes.shared.SharedCountReader;
import org.apache.curator.framework.state.ConnectionState;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
import org.apache.curator.test.TestingServer;

import com.google.common.collect.Lists;

public class SharedCounterExample implements SharedCountListener{
private static final int QTY = 5;
private static final String PATH = "/examples/counter";

public static void main(String[] args) throws IOException, Exception {
final Random rand = new Random();
SharedCounterExample example = new SharedCounterExample();
try (TestingServer server = new TestingServer()) {
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(server.getConnectString(), new ExponentialBackoffRetry(1000, 3));
client.start();

SharedCount baseCount = new SharedCount(client, PATH, 0);
baseCount.addListener(example);
baseCount.start();

List<SharedCount> examples = Lists.newArrayList();
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(QTY);
for (int i = 0; i < QTY; ++i) {
final SharedCount count = new SharedCount(client, PATH, 0);
examples.add(count);
Callable<Void> task = new Callable<Void>() {
@Override
public Void call() throws Exception {
count.start();
Thread.sleep(rand.nextInt(10000));
System.out.println("Increment:" + count.trySetCount(count.getVersionedValue(), count.getCount() + rand.nextInt(10)));
return null;
}
};
service.submit(task);
}

service.shutdown();
service.awaitTermination(10, TimeUnit.MINUTES);

for (int i = 0; i < QTY; ++i) {
examples.get(i).close();
}
baseCount.close();
}

}

@Override
public void stateChanged(CuratorFramework arg0, ConnectionState arg1) {
System.out.println("State changed: " + arg1.toString());
}

@Override
public void countHasChanged(SharedCountReader sharedCount, int newCount) throws Exception {
System.out.println("Counter's value is changed to " + newCount);
}

}

在这个例子中，我们使用

baseCount

来监听计数值(

addListener

方法)。 任意的SharedCount， 只要使用相同的path，都可以得到这个计数值。 然后我们使用5个线程为计数值增加一个10以内的随机数。

count.trySetCount(count.getVersionedValue(), count.getCount() + rand.nextInt(10))

这里我们使用

trySetCount

去设置计数器。 第一个参数提供当前的VersionedValue,如果期间其它client更新了此计数值， 你的更新可能不成功， 但是这时你的client更新了最新的值，所以失败了你可以尝试再更新一次。 而

setCount

是强制更新计数器的值。

注意计数器必须

start

,使用完之后必须调用

close

关闭它。

在这里再重复一遍前面讲到的， 强烈推荐你监控

ConnectionStateListener

， 尽管我们的有些例子没有监控它。 在本例中

SharedCountListener

扩展了

ConnectionStateListener

。 这一条针对所有的Curator recipes都适用，后面的文章中就不专门提示了。

DistributedAtomicLong

再看一个Long类型的计数器。 除了计数的范围比

SharedCount

大了之外， 它首先尝试使用乐观锁的方式设置计数器， 如果不成功(比如期间计数器已经被其它client更新了)， 它使用

InterProcessMutex

方式来更新计数值。 还记得

InterProcessMutex

是什么吗？ 它是我们前面跟着实例学习ZooKeeper的用法：
分布式锁 讲的分布式可重入锁。 这和上面的计数器的实现有显著的不同。

可以从它的内部实现

DistributedAtomicValue.trySet

中看出端倪。

AtomicValue<byte[]>   trySet(MakeValue makeValue) throws Exception
{
MutableAtomicValue<byte[]>  result = new MutableAtomicValue<byte[]>(null, null, false);

tryOptimistic(result, makeValue);
if ( !result.succeeded() && (mutex != null) )
{
tryWithMutex(result, makeValue);
}

return result;
}

此计数器有一系列的操作：
get(): 获取当前值
increment()： 加一
decrement(): 减一
add()： 增加特定的值
subtract(): 减去特定的值
trySet(): 尝试设置计数值
forceSet(): 强制设置计数值

你必须检查返回结果的

succeeded()

， 它代表此操作是否成功。 如果操作成功， 

preValue()

代表操作前的值，

postValue()

代表操作后的值。

我们下面的例子中使用5个线程对计数器进行加一操作，如果成功，将操作前后的值打印出来。

package com.colobu.zkrecipe.counter;

import java.io.IOException;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.Callable;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.atomic.AtomicValue;
import org.apache.curator.framework.recipes.atomic.DistributedAtomicLong;
import org.apache.curator.retry.ExponentialBackoffRetry;
import org.apache.curator.retry.RetryNTimes;
import org.apache.curator.test.TestingServer;

import com.google.common.collect.Lists;

public class DistributedAtomicLongExample {
private static final int QTY = 5;
private static final String PATH = "/examples/counter";

public static void main(String[] args) throws IOException, Exception {
try (TestingServer server = new TestingServer()) {
CuratorFramework client = CuratorFrameworkFactory.newClient(server.getConnectString(), new ExponentialBackoffRetry(1000, 3));
client.start();

List<DistributedAtomicLong> examples = Lists.newArrayList();
ExecutorService service = Executors.newFixedThreadPool(QTY);
for (int i = 0; i < QTY; ++i) {
final DistributedAtomicLong count = new DistributedAtomicLong(client, PATH, new RetryNTimes(10, 10));

examples.add(count);
Callable<Void> task = new Callable<Void>() {
@Override
public Void call() throws Exception {
try {
//Thread.sleep(rand.nextInt(1000));
AtomicValue<Long> value = count.increment();
//AtomicValue<Long> value = count.decrement();
//AtomicValue<Long> value = count.add((long)rand.nextInt(20));
System.out.println("succeed: " + value.succeeded());
if (value.succeeded())
System.out.println("Increment: from " + value.preValue() + " to " + value.postValue());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}

return null;
}
};
service.submit(task);
}

service.shutdown();
service.awaitTermination(10, TimeUnit.MINUTES);
}

}

}