如何實現(xiàn)分布式鎖

這篇文章主要講解了如何實現(xiàn)分布式鎖，內(nèi)容清晰明了，對此有興趣的小伙伴可以學(xué)習(xí)一下，相信大家閱讀完之后會有幫助。

分布式鎖三種實現(xiàn)方式：

1. 基于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)分布式鎖；

2. 基于緩存（Redis等）實現(xiàn)分布式鎖；

3. 基于Zookeeper實現(xiàn)分布式鎖；

一， 基于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)分布式鎖

1. 悲觀鎖

利用select … where … for update 排他鎖

注意: 其他附加功能與實現(xiàn)一基本一致，這里需要注意的是“where name=lock ”，name字段必須要走索引，否則會鎖表。有些情況下，比如表不大，mysql優(yōu)化器會不走這個索引，導(dǎo)致鎖表問題。

2. 樂觀鎖

所謂樂觀鎖與前邊最大區(qū)別在于基于CAS思想，是不具有互斥性，不會產(chǎn)生鎖等待而消耗資源，操作過程中認為不存在并發(fā)沖突，只有update version失敗后才能覺察到。我們的搶購、秒殺就是用了這種實現(xiàn)以防止超賣。

通過增加遞增的版本號字段實現(xiàn)樂觀鎖

二， 基于緩存（Redis等）實現(xiàn)分布式鎖

1. 使用命令介紹：

（1）SETNX

SETNX key val：當(dāng)且僅當(dāng)key不存在時，set一個key為val的字符串，返回1；若key存在，則什么都不做，返回0。

（2）expire

expire key timeout：為key設(shè)置一個超時時間，單位為second，超過這個時間鎖會自動釋放，避免死鎖。

（3）delete

delete key：刪除key

在使用Redis實現(xiàn)分布式鎖的時候，主要就會使用到這三個命令。

2. 實現(xiàn)思想：

（1）獲取鎖的時候，使用setnx加鎖，并使用expire命令為鎖添加一個超時時間，超過該時間則自動釋放鎖，鎖的value值為一個隨機生成的UUID，通過此在釋放鎖的時候進行判斷。

（2）獲取鎖的時候還設(shè)置一個獲取的超時時間，若超過這個時間則放棄獲取鎖。

（3）釋放鎖的時候，通過UUID判斷是不是該鎖，若是該鎖，則執(zhí)行delete進行鎖釋放。

三， 基于Zookeeper實現(xiàn)分布式鎖

ZooKeeper是一個為分布式應(yīng)用提供一致性服務(wù)的開源組件，它內(nèi)部是一個分層的文件系統(tǒng)目錄樹結(jié)構(gòu)，規(guī)定同一個目錄下只能有一個唯一文件名?；赯ooKeeper實現(xiàn)分布式鎖的步驟如下：

（1）創(chuàng)建一個目錄mylock；
（2）線程A想獲取鎖就在mylock目錄下創(chuàng)建臨時順序節(jié)點；
（3）獲取mylock目錄下所有的子節(jié)點，然后獲取比自己小的兄弟節(jié)點，如果不存在，則說明當(dāng)前線程順序號最小，獲得鎖；
（4）線程B獲取所有節(jié)點，判斷自己不是最小節(jié)點，設(shè)置監(jiān)聽比自己次小的節(jié)點；
（5）線程A處理完，刪除自己的節(jié)點，線程B監(jiān)聽到變更事件，判斷自己是不是最小的節(jié)點，如果是則獲得鎖。

這里推薦一個Apache的開源庫Curator，它是一個ZooKeeper客戶端，Curator提供的InterProcessMutex是分布式鎖的實現(xiàn)，acquire方法用于獲取鎖，release方法用于釋放鎖。

優(yōu)點：具備高可用、可重入、阻塞鎖特性，可解決失效死鎖問題。

缺點：因為需要頻繁的創(chuàng)建和刪除節(jié)點，性能上不如Redis方式。

四，對比

數(shù)據(jù)庫分布式鎖實現(xiàn)

缺點：

1.db操作性能較差，并且有鎖表的風(fēng)險

2.非阻塞操作失敗后，需要輪詢，占用cpu資源;

3.長時間不commit或者長時間輪詢，可能會占用較多連接資源

Redis(緩存)分布式鎖實現(xiàn)

缺點：

1.鎖刪除失敗 過期時間不好控制

2.非阻塞，操作失敗后，需要輪詢，占用cpu資源;

ZK分布式鎖實現(xiàn)

缺點：性能不如redis實現(xiàn)，主要原因是寫操作（獲取鎖釋放鎖）都需要在Leader上執(zhí)行，然后同步到follower。

總之：ZooKeeper有較好的性能和可靠性。

從理解的難易程度角度（從低到高）數(shù)據(jù)庫 > 緩存 > Zookeeper

從實現(xiàn)的復(fù)雜性角度（從低到高）Zookeeper >= 緩存 > 數(shù)據(jù)庫

從性能角度（從高到低）緩存 > Zookeeper >= 數(shù)據(jù)庫

從可靠性角度（從高到低）Zookeeper > 緩存 > 數(shù)據(jù)庫

看完上述內(nèi)容，是不是對如何實現(xiàn)分布式鎖有進一步的了解，如果還想學(xué)習(xí)更多內(nèi)容，歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。