使用zookeeper让定时任务串行执行-成长的对话

1.1. 前言

由于系统历史问题，在系统中有着许多的定时任务。小到每5分钟一次，大到每天一次。由于这种定时任务的无限增多，当达到时间的最小公倍数的时候就会许多个任务同时跑起来，这样就会让MySQL发生抖动。就会发现时不时的MySQL性能会变差。

1.2. 原因

1、可能是定时任务的SQL太复杂，这一点可以从慢SQL中看出。

2、发生这样的原因是每个定时任务并发的对数据库进行操作。

1.3. 解决思路

1、排查优化定时任务的SQL

2、将并发任务改成串行任务去执行。

这边我们讨论如何让定时任务串行执行。

1.4. zookeeper的引入

要让并行的任务串行起来，这我就想到了MySQL的mutex。在对资源进行操作的时候需要对资源加上一把锁，如果有其他线程/进程需要对同一资源进行操作的时候需要等待上一个线程/进程释放 mutex。

但是，我们不可能去实现或使用MySQL中的mutex，这是我们就需要使用到 "分布式锁"，这边我更喜欢将他叫做 "全局资源锁"。因此我们就需要引入zookeeper，用他来实现我们的"全局资源锁"的功能。当定时任务执行的时候都需要获取这个"全局资源锁"，当定时任务执行完之后再释放"全局资源锁"，从而让其他并发的定时任务去争抢"全局资源锁"，并运行定时任务。

1.5. kazoo的使用

kazoo 是zookeeper的Python API，我使用它的理由是十分方便，比使用zookeeper java API(zkClient/dubbo)方便太多了。

官网：https://kazoo.readthedocs.org/en/latest/

1.6. zookeeper环境

这边我就不说需要如何搭建一个zookeeper集群了有需要自行去 Google。或到zookeeper官网上学习。

我这边使用的是zookeeper单机伪集群

主要配置如下

server.1 = 192.168.1.233:2887:3887
server.2 = 192.168.1.233:2888:3888
server.3 = 192.168.1.233:2889:3889

server . 1 = 192.168.1.233 : 2887 : 3887

server . 2 = 192.168.1.233 : 2888 : 3888

server . 3 = 192.168.1.233 : 2889 : 3889

数据库环境

USE test;
CREATE TABLE `orders` (
  `order_id` int(11) DEFAULT NULL,
  `num` int(11) DEFAULT NULL,
  `user_id` int(11) DEFAULT NULL
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
INSERT INTO orders VALUES
(1, 11111, 10),
(2, 22222, 10),
(3, 33333, 10),
(4, 44444, 10),
(5, 55555, 10);

USE test ;

CREATE TABLE ` orders ` (

` order_id ` int ( 11 ) DEFAULT NULL ,

` num ` int ( 11 ) DEFAULT NULL ,

` user_id ` int ( 11 ) DEFAULT NULL

) ENGINE = InnoDB DEFAULT CHARSET = utf8 ;

INSERT INTO orders VALUES

( 1 , 11111 , 10 ) ,

( 2 , 22222 , 10 ) ,

( 3 , 33333 , 10 ) ,

( 4 , 44444 , 10 ) ,

( 5 , 55555 , 10 ) ;

1.7. 模拟步骤

1、编写lock_mysql_1.py文件对mysql进行SELECT操作，并sleep 30秒后释放锁。

2、编写lock_mysql_2.py文件对mysql进行SELECT操作，不用sleep。

3、运行lock_mysql_1.py，后马上运行op_mysql_2.py。

4、观察lock_mysql_2.py被阻塞（30秒）后执行效果。

lock_mysql_1.py中的代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
  
# Program: kazoo lock
# Author : HH
# Date   : 2016-04-07
  
from kazoo.client import KazooClient
from kazoo.recipe.lock import Lock
import mysql.connector
import time
import logging
import sys
  
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf-8')
logging.basicConfig()
  
if __name__ == '__main__':
  # zookeeper 链接参数
  zk_config = {
    'hosts'     : '192.168.1.233:2181,192.168.1.233:2182,192.168.1.233:2183',
    'timeout'   : 5000,
    'read_only' : False,
  }
   
  # MySQL链接参数
  mysql_conf = {
    'host'     : 'localhost',
    'port'     : '3306',
    'database' : 'test',
    'user'     : 'root',
    'password' : 'root'
  }
  # 创建zookeeper客户端
  zk = KazooClient(**zk_config)
  zk.start()
  # 设置zookeeper锁节点并返回锁
  lock = zk.Lock("/lock_mysql", "lock_1")
  with lock:
    '''加锁并对数据库进行操作'''
    # 查询数据SQL
    sql = '''SELECT * FROM orders'''
    conn = mysql.connector.connect(**mysql_conf)
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute(sql)
    for x in cursor:
      print x
    # 睡眠30秒
    time.sleep(30)

#!/usr/bin/env python

# -*- coding:utf-8 -*-

# Program: kazoo lock

# Author : HH

# Date : 2016-04-07

from kazoo . client import KazooClient

from kazoo . recipe . lock import Lock

import mysql . connector

import time

import logging

import sys

reload ( sys )

sys . setdefaultencoding ( 'utf-8' )

logging . basicConfig ( )

if __name__ == '__main__' :

# zookeeper 链接参数

zk_config = {

'hosts' : '192.168.1.233:2181,192.168.1.233:2182,192.168.1.233:2183' ,

'timeout' : 5000 ,

'read_only' : False ,

}

# MySQL链接参数

mysql_conf = {

'host' : 'localhost' ,

'port' : '3306' ,

'database' : 'test' ,

'user' : 'root' ,

'password' : 'root'

}

# 创建zookeeper客户端

zk = KazooClient ( * * zk_config )

zk . start ( )

# 设置zookeeper锁节点并返回锁

lock = zk . Lock ( "/lock_mysql" , "lock_1" )

with lock :

'' '加锁并对数据库进行操作' ''

# 查询数据SQL

sql = '' 'SELECT * FROM orders' ''

conn = mysql . connector . connect ( * * mysql_conf )

cursor = conn . cursor ( )

cursor . execute ( sql )

for x in cursor :

print x

# 睡眠30秒

time . sleep ( 30 )

lock_mysql_2.py中的代码

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
  
# Program: kazoo lock
# Author : HH
# Date   : 2016-04-07
  
from kazoo.client import KazooClient
from kazoo.recipe.lock import Lock
import mysql.connector
import time
import logging
import sys
  
reload(sys)
sys.setdefaultencoding('utf-8')
logging.basicConfig()
  
if __name__ == '__main__':
  # zookeeper 链接参数
  zk_config = {
    'hosts'     : '192.168.1.233:2181,192.168.1.233:2182,192.168.1.233:2183',
    'timeout'   : 5000,
    'read_only' : False,
  }
   
  # MySQL链接参数
  mysql_conf = {
    'host'     : 'localhost',
    'port'     : '3306',
    'database' : 'test',
    'user'     : 'root',
    'password' : 'root'
  }
  # 创建zookeeper客户端
  zk = KazooClient(**zk_config)
  zk.start()
  # 设置zookeeper锁节点并返回锁
  lock = zk.Lock("/lock_mysql", "lock_2")
  with lock:
    '''加锁并对数据库进行操作'''
    # 查询数据SQL
    sql = '''SELECT * FROM orders'''
    conn = mysql.connector.connect(**mysql_conf)
    cursor = conn.cursor()
    cursor.execute(sql)
    for x in cursor:
      print x