Java之分布式鎖的5種實(shí)現(xiàn)過(guò)程
1、分布式鎖的基本概念
分布式鎖是在分布式系統(tǒng)環(huán)境下,控制多個(gè)進(jìn)程/服務(wù)/主機(jī)互斥訪問(wèn)共享資源的核心協(xié)調(diào)機(jī)制。
它解決了單機(jī)鎖(如Java的synchronized、ReentrantLock)在分布式場(chǎng)景下失效的問(wèn)題,是構(gòu)建可靠分布式應(yīng)用的必備工具。
解決我們?cè)诙鄠€(gè)jvm中最終只能有一個(gè)jvm執(zhí)行,從而保證了冪等性的問(wèn)題。
2、業(yè)務(wù)超時(shí),一直不釋放鎖如何處理?
可以采用續(xù)命設(shè)計(jì),續(xù)命多次,如果業(yè)務(wù)還是沒有執(zhí)行完畢,則認(rèn)為超時(shí),應(yīng)該主動(dòng)釋放該鎖,防止其他jvm一直阻塞等待。
- (1)主動(dòng)釋放鎖;
- (2)回滾當(dāng)前業(yè)務(wù)邏輯;
- (3)主動(dòng)停止該線程;
- (4)移除監(jiān)聽。
3、集群環(huán)境中保證定時(shí)任務(wù)執(zhí)行的冪等性問(wèn)題
冪等性:
- 執(zhí)行結(jié)果保證唯一不能夠重復(fù)。
- 當(dāng)我們定時(shí)任務(wù)服務(wù)集群的情況下,有可能會(huì)同時(shí)重復(fù)執(zhí)行定時(shí)任務(wù)
解決思路:
- 多個(gè)jvm集群的定時(shí)任務(wù),在觸發(fā)的時(shí)候,獲取分布式鎖,
- 如果能夠獲取到分布式鎖的jvm,就能夠執(zhí)行定時(shí)任務(wù),沒有獲取到的就不能執(zhí)行定時(shí)任務(wù)。
4、基于zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖
(1)實(shí)現(xiàn)分布式鎖思路:
因?yàn)閆ookeeper節(jié)點(diǎn)路徑保持唯一,不允許重復(fù),且有臨時(shí)節(jié)點(diǎn)特性,連接關(guān)閉后當(dāng)前節(jié)點(diǎn)會(huì)自動(dòng)消失,從而實(shí)現(xiàn)分布式鎖。
(2)實(shí)現(xiàn)原理:(臨時(shí)節(jié)點(diǎn)+事件通知)
- 多個(gè)jvm請(qǐng)求同時(shí)創(chuàng)建相同的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)(lockPath),只要誰(shuí)能夠創(chuàng)建成功誰(shuí)就能夠獲取到鎖;
- 如果創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)的時(shí)候,突然該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)被其他請(qǐng)求創(chuàng)建的話則直接等待;
- 只要能夠創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)成功,則開始進(jìn)入到正常業(yè)務(wù)邏輯操作,其他沒有獲取到鎖的jvm進(jìn)行等待;
- 正常業(yè)務(wù)邏輯流程執(zhí)行完后,調(diào)用zk關(guān)閉連接方式釋放鎖,從而使其他的請(qǐng)求開始進(jìn)入到獲取鎖的資源。
疑問(wèn):如果使用zk實(shí)現(xiàn)分布式鎖,獲取鎖之后業(yè)務(wù)邏輯方法一直沒有執(zhí)行完畢,導(dǎo)致其他所有的請(qǐng)求等待的話如何解決?
設(shè)置Session連接超時(shí)時(shí)間,在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)獲取鎖后超時(shí)啦~自動(dòng)回滾當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)業(yè)務(wù)邏輯。
5、基于數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)分布式鎖
(1)悲觀鎖
- 就是先select…forupdate鎖住主鍵key_resource那個(gè)記錄,如果為空,則可以插入一條記錄,如果已有記錄判斷下狀態(tài)和時(shí)間,是否已經(jīng)超時(shí)。
- 這里需要注意一下哈,必須要加事務(wù)哈。
(2)搞個(gè)version字段
- 每次更新修改,都會(huì)自增加一,然后去更新余額時(shí),把查出來(lái)的那個(gè)版本號(hào),帶上條件去更新,
- 如果是上次那個(gè)版本號(hào),就更新,如果不是,表示別人并發(fā)修改過(guò)了,就繼續(xù)重試。)
6、基于redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖
(1)采用Setnx
Redis中SetnX與Set命令的區(qū)別
- Setnx可以返回該key是否存在,存在返回0,不存在返回1,如果該key存在的情況下,是不能做修改的。
- Set每次直接覆蓋該key對(duì)應(yīng)的value。
獲取鎖的原理:
- 多個(gè)redis客戶端執(zhí)行setNx命令,設(shè)置一個(gè)相同的redis的key,誰(shuí)能創(chuàng)建key成功,誰(shuí)就能獲取鎖,
- 如果該key已經(jīng)存在的情況下,則再創(chuàng)建的時(shí)候會(huì)返回false。
釋放鎖的原理:
- 刪除該key。
7、基于redisson實(shí)現(xiàn)分布式鎖
多個(gè)jvm同時(shí)在redis中寫入一個(gè)相同的key,誰(shuí)能夠?qū)懭氤晒Γl(shuí)就能獲取到鎖。
(1)向redis中寫入key的時(shí)候使用lua腳本,不是setNx;
(2)如果寫入key成功,會(huì)單獨(dú)開啟一個(gè)看門狗線程(續(xù)命定時(shí)任務(wù)線程),默認(rèn)的情況下每隔10s時(shí)間不斷續(xù)命延遲。
(3)一直不斷實(shí)現(xiàn)續(xù)命的情況下,也會(huì)發(fā)生死鎖問(wèn)題,此時(shí)設(shè)定續(xù)命的次數(shù),續(xù)命多次如果業(yè)務(wù)邏輯還沒有執(zhí)行完畢,主動(dòng)回滾當(dāng)前的mysql事務(wù),并釋放該鎖。
8、基于Curator實(shí)現(xiàn)分布式鎖(解決羊群效應(yīng)問(wèn)題)
核心思想:
(1)從緩存中查找是否已經(jīng)創(chuàng)建分布式鎖,如果已經(jīng)創(chuàng)建了分布式鎖,則直接復(fù)用(具有可重入性)。
(2)如果緩存中沒有,則創(chuàng)建一個(gè)分布式鎖。
(3)實(shí)現(xiàn)原理:創(chuàng)建一個(gè)臨時(shí)節(jié)點(diǎn),獲取當(dāng)前父節(jié)點(diǎn)下的子節(jié)點(diǎn),如果是為最小的節(jié)點(diǎn),則表示獲取鎖成功,否則獲取鎖失敗,阻塞等待,則監(jiān)聽上一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
(4)當(dāng)上一個(gè)節(jié)點(diǎn)如果釋放鎖之后,直接進(jìn)入到獲取鎖的狀態(tài),喚醒使用waitnotify技術(shù)。
總結(jié)
以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn),希望能給大家一個(gè)參考,也希望大家多多支持腳本之家。
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