分布式锁的实现

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分布式锁的实现方式

1 数据库乐观锁

利用表的唯一索引行级锁进行加解锁，加锁：

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insert into methodLock(method_name,desc) values (‘method_name’,‘desc’)

释放锁，需要执行以下Sql:

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delete from methodLock where method_name ='method_nam

另外还可以使用数据的排他锁的形式加锁，例如加上 for update:

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result = select * from methodLock where method_name=xxx for update

在查询语句后面增加for update，数据库会在查询过程中给数据库表增加排他锁。当某条记录被加上排他锁之后，其他线程无法再在该行记录上增加排他锁。

DB锁存在的问题：

  • 数据库单点故障，会导致业务系统不可用。
  • 这把锁没有失效时间，一旦解锁操作失败，就会导致锁记录一直在数据库中，其他线程无法再获得到锁。
  • 这把锁只能是非阻塞的，因为数据的insert操作，一旦插入失败就会直接报错。没有获得锁的线程并不会进入排队队列，要想再次获得锁就要再次触发获得锁操作。
  • 这把锁是不可重入的，同一个线程在没有释放锁之前无法再次获得该锁。因为数据中数据已经存在了。

DB锁问题解决方案：

  • 数据库是单点？搞两个数据库，数据之前双向同步。一旦挂掉快速切换到备库上。
  • 没有失效时间？只要做一个定时任务，每隔一定时间把数据库中的超时数据清理一遍
  • 非阻塞的？搞一个while循环，直到insert成功再返回成功。
  • 非重入的？在数据库表中加个字段，记录当前获得锁的机器的主机信息和线程信息，那么下次再获取锁的时候先查询数据库，如果当前机器的主机信息和线程信息在数据库可以查到的话，直接把锁分配给他就可以了

2 redis 分布式锁

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jedis.setnx(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)
  • · 第一个为key，我们使用key来当锁，因为key是唯一的。
  • · 第二个为value，我们传的是requestId，分布式锁要满足第四个条件解铃还须系铃人，通过给value赋值为requestId，我们就知道这把锁是哪个请求加的了，在解锁的时候就可以有依据。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。
  • · 第三个为nxxx，这个参数我们填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即当key不存在时，我们进行set操作；若key已经存在，则不做任何操作；
  • · 第四个为expx，这个参数我们传的是PX，意思是我们要给这个key加一个过期的设置，具体时间由第五个参数决定。
  • · 第五个为time，与第四个参数相呼应，代表key的过期时间。

加锁还可以采用lua脚本形式：

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String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));

错误加锁示例：

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public static void wrongGetLock1(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
   Long result = jedis.setnx(lockKey, requestId);
     if (result == 1) {
      // 若在这里程序突然崩溃，则无法设置过期时间，将发生死锁
      jedis.expire(lockKey, expireTime);
     }
}

**原因：**两条Redis命令，不具有原子性，如果程序在执行完setnx()之后突然崩溃，导致锁没有设置过期时间。那么将会发生死锁。网上之所以有人这样实现，是因为低版本的jedis并不支持多参数的set()方法。

释放锁的正确方式：

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/**
* 释放分布式锁
* @param jedis Redis客户端
* @param lockKey 锁
* @param requestId 请求标识
* @return 是否释放成功
*/
public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {

String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));

if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
return true;
}
return false;
}

释放锁错误示例1

最常见的解锁代码就是直接使用jedis.del()方法删除锁，这种不先判断锁的拥有者而直接解锁的方式，会导致任何客户端都可以随时进行解锁，即使这把锁不是它的。

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public static void wrongReleaseLock1(Jedis jedis, String lockKey) {
 jedis.del(lockKey);
}

释放锁错误示例2

这种解锁代码乍一看也是没问题，与正确姿势差不多，唯一区别的是分成两条命令去执行，代码如下：

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public static void wrongReleaseLock2(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
// 判断加锁与解锁是不是同一个客户端
 if (requestId.equals(jedis.get(lockKey))) {
 // 若在此时，这把锁突然不是这个客户端的，则会误解锁
 jedis.del(lockKey);
 }
}

3 zookeeper 分布式锁

zk 是一种提供配置管理、分布式协同以及命名的中心化服务，用于集群配置中心管理，服务的注册监听等。zookeeper 分布式锁的实现利用zookeeper 管理配置中心的watcher机制（观察者模式），对竞争分布式锁的客户端维护了一张临时顺序表。表中每个节点代表一个客户端。

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注意，某个客户端节点在会话结束或者会话超时后，zookeeper会自动删除该节点。