分布式锁

作者: 西魏陶渊明 博客: https://blog.springlearn.cn/ (opens new window)

西魏陶渊明

在单机环境下多线程操作共享数据时候回用到锁的概念,因为是单机可以直接使用jdk提供的锁机制就可以满足。 但是在微服务场景下,因为是多服务共享数据,此时jdk提供的锁就不能再使用了。于是乎就有了分布式锁。 本文介绍常见的几种可以使用的生产的分布式锁

本文面向有开发经验的同学,所以场景就不赘述,直接上干货

一、分布式锁具有的品格

• 基本的加锁和释放锁
• 具备锁失效机制,防止死锁
• 非阻塞机制
• 高性能和高可用

二、思考一下如何自己实现?

1. db

根据上面提出的要求,发现只要能满足多服务之前通信就能实现。 比如我们可以用mysql就能实现,比如A服务对一个表加锁和释放锁。B服务就会发现表加了锁。此时B就阻塞了。

当然这明显不满足,非阻塞的机制。另外如果要用一个数据库来做锁的场景也太浪费性能了。

2. redis

利用redis命令来实现,如果返回ok说明获取锁。返回nil说明没有获取到锁。

不阻塞,防止死锁,高性能,都满足

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
EX seconds：设置失效时长，单位秒
PX milliseconds：设置失效时长，单位毫秒
NX：key不存在时设置value，成功返回OK，失败返回(nil)
XX：key存在时设置value，成功返回OK，失败返回(nil)
//对资源加一个锁 key为资源名 value可以为任意 ex为秒 1为过期时间 nx为
127.0.0.1:6379> set ziyuanming 1 ex 1 nx
OK
127.0.0.1:6379> set ziyuanming 1 ex 1 nx
(nil)

3. zookeeper

获取锁

1. 在Zookeeper当中创建一个持久节点ParentLock。当第一个客户端想要获得锁时，需要在ParentLock这个节点下面创建一个临时顺序节点 Lock1。
2. Client1查找ParentLock下面所有的临时顺序节点并排序，判断自己所创建的节点Lock1是不是顺序最靠前的一个。如果是第一个节点，则成功获得锁。
3. 如果再有一个客户端 Client2 前来获取锁，则在ParentLock下载再创建一个临时顺序节点Lock2。 此时Client2发现自己并不是最靠前的就像Lock1注册了一个Watcher,用于监听Lock1节点释放。此时Client2就进入等待状态
4. Client3,4以此类推

释放锁

1. Client1释放了锁,此时Zookeeper就讲Lock1移出,并触发了Lock1的Watcher。
2. Client2一直在监听Lock1的状态,当Lock1节点被删除,Client2里面收到通知获得了锁。

三、现成的解决方案

1. db的方式就不考虑了

实现简单,但是不划算,性能也不是最好的。

2. redis

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.11.0</version>
</dependency>

public class RedLockTester {
    public static void main(String[] args) {
        //连接redis
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
        RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
        log.info("连接Redis");

        //1.定义锁
        RLock lock = redisson.getLock("myTest001");

        try {
            //尝试加锁的超时时间
            Long timeout = 300L;
            //锁过期时间
            Long expire = 30L;
            //2.获取锁
            if (lock.tryLock(timeout, expire, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
                //2.1.获取锁成功的处理
                log.info("加锁成功");
                //...do something
                log.info("使用完毕");
            } else {
                //2.2.获取锁失败的处理
                log.info("加锁失败");
                log.info("其他处理");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            log.error("尝试获取分布式锁失败", e);
        } finally {
            //3.释放锁
            try {
                lock.unlock();
                log.info("锁释放成功");
            } catch (Exception e) {
                //do nothing...
            }
        }

        //关闭连接
        redisson.shutdown();
        log.info("关闭redis连接");
    }
}

通过官方文档能找到实现第三方工具

参考文章 (opens new window)

3. zookeeper

Curator (opens new window)

<!-- 对zookeeper的底层api的一些封装 -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-framework</artifactId>
            <version>2.12.0</version>
        </dependency>
        <!-- 封装了一些高级特性，如：Cache事件监听、选举、分布式锁、分布式Barrier -->
        <dependency>
            <groupId>org.apache.curator</groupId>
            <artifactId>curator-recipes</artifactId>
            <version>2.12.0</version>
        </dependency>

几乎对所有的JDK锁都实现了,基于Zookeeper的分布式锁。具体使用方法可以自行百度。

• InterProcessMutex：分布式可重入排它锁
• InterProcessSemaphoreMutex：分布式排它锁
• InterProcessReadWriteLock：分布式读写锁
• InterProcessMultiLock：将多个锁作为单个实体管理的容器
• InterProcessSemaphoreV2 信号量
• DistributedBarrier 分布式栅栏
• DistributedDoubleBarrier 分布式栅栏

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