zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 【Distributed】分布式锁

    一、概述

    1.1 分布式解决的核心思路

    在多台服务器中,只能保证一台服务器的jvm进行操作

    1.2 分布式锁一般有三种实现方式

    1. 数据库乐观锁;
    2. 基于Redis的分布式锁 setnx 也可 以存入key,如果存入key成功返回1,如果存入的key已经存在了,返回0。
      • 多个客户端(jvm) ,使用setnx命令方式,同时在redis 上创建相同的一个key,因为rediskey不能够允许重复的,只要谁能够创建key成功,谁就能够获取到锁,没有创建key成功,就会进行等待。释放锁:执行操作完成的时候,删除key,解决办法是给key设置有效期,每个对应的key都有自己的有效期。
    3. 基于ZooKeeper的分布式锁,大致思想即为:每个客户端对某个功能加锁时,在zookeeper上的与该功能对应的指定节点的目录下,生成一个唯一的瞬时有序节点。判断是否获取锁的方式很简单,只需要判断有序节点中序号最小的一个。当释放锁的时候,只需将这个瞬时节点删除即可。同时,其可以避免服务宕机导致的锁无法释放,而产生的死锁问题。
      • 多个客户端(jvm) ,同时在zk上创建相同的一个临时节点,因为临时节点路径是保证唯一,只要谁能够创建节点成功,谁就能够获取到锁,没有创建成功节点,就会进行等待,当释放锁的时候,采用事件通知给客户端重新获取锁的资源。

    二、基于Redis的分布式锁

    2.1 使用常用命令

    
    #当且仅当key不存在时,set一个key为val的字符串,返回1;若key存在,则什么都不做,返回0。
    setnx key val
    
    #为key设置一个超时时间,单位为second,超过这个时间锁会自动释放,避免死锁。
    expire key timeout
    
    # 删除key    
    delete key
    
    

    在使用Redis实现分布式锁的时候,主要就会使用到这三个命令。

    2.2 实现思路

    1.获取锁的时候,使用setnx加锁,并使用expire命令为锁添加一个超时时间,超过该时间则自动释放锁,锁的value值为一个随机生成的UUID,通过此在释放锁的时候进行判断。
    2.获取锁的时候还设置一个获取的超时时间,若超过这个时间则放弃获取锁。
    3.释放锁的时候,通过UUID判断是不是该锁,若是该锁,则执行delete进行锁释放。

    2.3 核心代码

    Maven依赖信息

    <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
            <version>2.9.0</version>
    </dependency>
    

    LockRedis

     public class LockRedis {
    
        private JedisPool jedisPool;
    
        public LockRedis(JedisPool jedisPool) {
            this.jedisPool = jedisPool;
        }
    
        /**
         * redis 上锁方法 
         * 
         * @param lockKey
         *            锁的key<br>
         * @param acquireTimeout
         *            在没有上锁之前,获取锁的超时时间<br>
         * @param timeOut
         *            上锁成功后,锁的超时时间<br>
         * @return
         */
        public String lockWithTimeout(String lockKey, Long acquireTimeout, Long timeOut) {
            Jedis conn = null;
            String retIdentifierValue = null;
            try {
                // 1.建立redis连接
                conn = jedisPool.getResource();
                // 2.随机生成一个value
                String identifierValue = UUID.randomUUID().toString();
                // 3.定义锁的名称
                String lockName = "redis_lock" + lockKey;
                // 4.定义上锁成功之后,锁的超时时间
                int expireLock = (int) (timeOut / 1000);
                // 5.定义在没有获取锁之前,锁的超时时间
                Long endTime = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout;
                while (System.currentTimeMillis() < endTime) {
                    // 6.使用setnx方法设置锁值
                    if (conn.setnx(lockName, identifierValue) == 1) {
                        // 7.判断返回结果如果为1,则可以成功获取锁,并且设置锁的超时时间
                        conn.expire(lockName, expireLock);
                        retIdentifierValue = identifierValue;
                        return retIdentifierValue;
                    }
                    // 8.否则情况下继续循环等待
                }
    
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if (conn != null) {
                    conn.close();
                }
            }
            return retIdentifierValue;
        }
    
        /**
         * 释放锁
         * 
         * @return
         */
        public boolean releaseLock(String lockKey, String identifier) {
    
            Jedis conn = null;
            boolean flag = false;
            try {
    
                // 1.建立redis连接
                conn = jedisPool.getResource();
                // 2.定义锁的名称
                String lockName = "redis_lock" + lockKey;
                // 3.如果value与redis中一直直接删除,否则等待超时
                if (identifier.equals(conn.get(lockName))) {
                    conn.del(lockName);
                    System.out.println(identifier + "解锁成功......");
                }
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                if (conn != null) {
                    conn.close();
                }
            }
            return flag;
        }
    }
    

    Service

    public class LockService {
        private static JedisPool pool = null;
    
        static {
            JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
            // 设置最大连接数
            config.setMaxTotal(200);
            // 设置最大空闲数
            config.setMaxIdle(8);
            // 设置最大等待时间
            config.setMaxWaitMillis(1000 * 100);
            // 在borrow一个jedis实例时,是否需要验证,若为true,则所有jedis实例均是可用的
            config.setTestOnBorrow(true);
            pool = new JedisPool(config, "39.107.69.43", 6379, 3000);
        }
    
        LockRedis lockRedis = new LockRedis(pool);
    
        public void seckill() {
            String identifier = lockRedis.lockWithTimeout("itmayiedu", 5000l, 5000l);
            if (StringUtils.isEmpty(identifier)) {
                // 获取锁失败
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",获取锁失败,原因时间超时!!!");
                return;
            }
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获取锁成功,锁id identifier:" + identifier + ",执行业务逻辑");
            try {
                Thread.sleep(30);
            } catch (Exception e) {
    
            }
            // 释放锁
            boolean releaseLock = lockRedis.releaseLock("itmayiedu", identifier);
            if (releaseLock) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "释放锁成功,锁id identifier:" + identifier);
            }
        }
        }
    
        class ThreadRedis extends Thread {
        private LockService lockService;
    
        public ThreadRedis(LockService lockService) {
            this.lockService = lockService;
        }
    
        @Override
        public void run() {
            lockService.seckill();
    
        }
    
        }
    
    

    测试代码

    public class Test001 {
    
        public static void main(String[] args) {
            LockService lockService = new LockService();
            for (int i = 0; i < 50; i++) {
                ThreadRedis threadRedis = new ThreadRedis(lockService);
                threadRedis.start();
            }
        }
    
        }
    
    
    • 在分布式环境中,对资源进行上锁有时候是很重要的,比如抢购某一资源,这时候使用分布式锁就可以很好地控制资源。,当然,在具体使用中,还需要考虑很多因素,比如超时时间的选取,获取锁时间的选取对并发量都有很大的影响,上述实现的分布式锁也只是一种简单的实现,主要是一种思想。

    三、三种分布式对比

    • 上面几种方式,哪种方式都无法做到完美。就像CAP一样,在复杂性、可靠性、性能等方面无法同时满足,所以,根据不同的应用场景选择最适合自己的才是王道。
    从理解的难易程度角度(从低到高)
    数据库 > 缓存 > Zookeeper
        
    从实现的复杂性角度(从低到高)
    Zookeeper >= 缓存 > 数据库
        
    从性能角度(从高到低)
    缓存 > Zookeeper >= 数据库
        
    从可靠性角度(从高到低)
    Zookeeper > 缓存 > 数据库
    

    Redis实现分布式锁与Zookeeper实现分布式锁区别

    使用redis实现分布式锁

    • redis中的set nx 命令,当key不存在时,才能在redis中将key添加成功,利用该属性可以实现分布式锁,并且redis对于key有失效时间,可以控制当某个客户端加锁成功之后挂掉,导致阻塞的问题。

    使用Zookeeper实现分布式锁

    • 多个客户端在Zookeeper上创建一个相同的临时节点,因为临时节点只能允许一个客户端创建成功,那么只要任意一个客户端创建节点成功,谁就成功的获取到锁,当释放锁后,其他客户端同样道理在Zookeeper节点。
  • 相关阅读:
    python入门的120个基础练习
    python日志打印模块
    自动化测试总结
    Http_requests
    安装electron-ssr出现的问题
    豆瓣油猴脚本
    ubuntu 16.04 無法進入tty1-6(未解決)
    如何用firefox chrome chromium看只支持IE浏览器的视频 通过wine 安装IE
    python reverse 和reversed
    python 编码问题
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/haoworld/p/distributed-fen-bu-shi-suo.html
Copyright © 2011-2022 走看看