.net 分布式锁

原文 ： 浅解.Net分布式锁的实现

 

序言 

我晚上有在公司多呆会儿的习惯，所以很多晚上我都是最后一个离开公司的。当然也有一些同事，跟我一样喜欢在公司多搞会儿。这篇文章就要从，去年年末一个多搞会的晚上说起，那是一个夜黑风高的晚上，公司应该没有几个人在啦，我司一技术男悠悠的走到我的背后，突然一句：“还没走啊？”！“我日，吓死我啦，你也没走啊”。此同事现在已被裁员，走啦，当晚他问我啦一个问题，至此时也没有机会告知，今天我就在这里就简单描述下他当时的问题，其实实现起来简单的不值一提，不过任何一个简单的问题往往都会有很多中解决方案，探索找到最佳的解决方案，然后把细节做好，那就是技术的精髓与乐趣所在。我这里只抛砖一下，希望能给我老同事一个思路。

回到问题

首先有如下二张表，字段有IsBuyed（0：未使用，1：已使用），ProductNo：产品编号，Count：使用次数。

 

就是针对这张表做需求扩展的。

1、每次请求过来，都随机拿到一个未使用过的产品编号

       public int GetNo()
        {
            using (IDbConnection conn = GetConn())
            {
                return conn.ExecuteScalar<int>("select top 1 ProductNo from  AStore where isBuyed=0 order by newid()");
            }
        }

2、每次请求过来，即为使用产品一次，使用未使用过的产品一次需产品的IsBuyed=1 , Count=Count+1 。

 public bool UsingStore(int no)
        {
            using (IDbConnection conn = GetConn())
            {
                return conn.Execute("update AStore set isBuyed=1  where  and productNo=" + no) > 0;
            }
        }
        public bool MinusStore(int no)
        {
            using (IDbConnection conn = GetConn())
            {
                return conn.Execute("update BStore set [count]=[count]+1 where  and productNo=" + no) > 0;
            }
        }

3、写一个接口，部署在集群环境中，模拟请求3秒内一万个请求，来消费表中只有10个的产品，最终结果为产品不能被多次使用，如果存在多次使用则产品的count将大于1，即为失败。同学如果你看到啦，问题我给你复原的跟你说的没多少出入吧？

.Net实现分布式锁

解决问题我就一步步来递进，慢慢深入，直至痛楚！！首先我把同事操作数据上面的2个方法先贴出来。

public bool UsingStore(int no)
        {
            using (IDbConnection conn = GetConn())
            {
                return conn.Execute("update AStore set isBuyed=1  where productNo=" + no) > 0;
            }
        }
        public bool MinusStore(int no)
        {
            using (IDbConnection conn = GetConn())
            {
                return conn.Execute("update BStore set [count]=[count]+1 where  productNo=" + no) > 0;
            }
        }
        public int GetNo()
        {
            using (IDbConnection conn = GetConn())
            {
                return conn.ExecuteScalar<int>("select top 1 ProductNo from  AStore where isBuyed=0 order by newid()");
            }
        }

初涉茅庐的同学可能会这样写接口。 

 public JsonResult Using1()
        {
            //获取未使用的产品编号
            var no = data.GetNo();
            if (no != 0)
            {
                //使用此产品
                data.MinusStore(no);
                data.UsingStore(no);
                return Json(new { success = true, ip = Request.ServerVariables.Get("Local_Addr").ToString() + " : " + HttpContext.Request.Url.Port }, JsonRequestBehavior.AllowGet);
            }
            else
            {
                //无产品可使用
                return Json(new { success = false, ip = Request.ServerVariables.Get("Local_Addr").ToString() + " : " + HttpContext.Request.Url.Port }, JsonRequestBehavior.AllowGet);
            }
        }

单机部署，1万个请求过来下啊。下面我们看看数据库的结果是什么？下面是3次实现结果。每执行一次，执行一下下面的脚本。

select * from [dbo].[AStore]
update AStore set isbuyed=0,count=0

表：astore 表：bstore 

由结果可以看出，单机部署接口的情况下，还使一些产品被多次消费，这很显然不符合同学的要求。

那么我们进一步改进这个接口，使用单机锁，锁此方法，来实现此接口，如下。

 public JsonResult Using()
        {
            string key = "%……￥%￥%77123吗，bnjhg%……%……&+orderno";
            //锁此操作          
            lock (key)
            {
                //获取未使用的产品编号
                var no = data.GetNo();
                if (no != 0)
                {
                    //使用此产品
                    data.MinusStore(no);
                    data.UsingStore(no);
                    return Json(new { success = true, ip = Request.ServerVariables.Get("Local_Addr").ToString() + " : " + HttpContext.Request.Url.Port }, JsonRequestBehavior.AllowGet);
                }
                else
                {
                    //此产品已使用过
                    return Json(new { success = false, ip = Request.ServerVariables.Get("Local_Addr").ToString() + " : " + HttpContext.Request.Url.Port }, JsonRequestBehavior.AllowGet);
                }
            }
        }

单机部署此接口，1000个请求来测试此接口

结果如下：

表：astore表：bstore 

哇塞，貌似同事的问题解决啦，哈哈，同事不急，这只是单机部署下的结果，如果把这个接口集群部署的话是什么结果呢？

使用nginx做集群部署，搞5个站点做测试，对得起吗，同事？

 upstream servers{
       server 192.168.10.150:9000 weight=1; 
       server 172.18.11.79:1112 weight=1;
       server 192.168.10.150:1114 weight=1;
       server 192.168.10.150:1115 weight=1;
       server 192.168.10.150:1116 weight=1;  
 }
 server{
      keepalive_requests 1200;
      listen 8080;
      server_name abc.nginx3.com;
      location ~*^.+$ { 
          proxy_pass http://servers;
        }
}

再来看此接口运行的结果。结果如下：

表：astore表:bstore 

由图可以看出，站点部署的集群对的住你，结果可令我们不满意啊，显然一个产品还是存在多次消费的情况，这种锁对集群部署无用，并且还要排队，性能也跟不上来。我们来进一步改写这个接口。如下：

 public JsonResult Using3()
        {
            //锁此操作
            string key = "%……￥%￥%77123吗，bnjhg%……%……&+orderno";
            lock (key)
            {
                //获取未使用的产品编号
                var no = data.GetNo();
                //单号做为key插入memcached，值为true。
                var getResult = AMemcached.cache.Add("Miaodan_ProNo:" + no, true);
                if (getResult)
                {
                    //使用此产品
                    data.MinusStore(no);
                    data.UsingStore(no);
                    return Json(new { success = true, ip = Request.ServerVariables.Get("Local_Addr").ToString() + " : " + HttpContext.Request.Url.Port }, JsonRequestBehavior.AllowGet);
                }
                else
                {
                    //此产品已使用过
                    return Json(new { success = false, ip = Request.ServerVariables.Get("Local_Addr").ToString() + " : " + HttpContext.Request.Url.Port }, JsonRequestBehavior.AllowGet);
                }               
            }
        }

在集群下跑此接口看结果，结果如下。

表：astore表：bstore 

功能实现，同事可以安息啦。不过这里还有很多优化，和分布式锁带来的弊端，比如一单被分布式锁，锁住业务即便后续算法没有使用该产品，怎么优雅的释放锁，怎么解决遇到已经使用过的产品后再此分配新资源等等，当然也有其他一些实现方案，比如基于redis，zookeeper实现的分布式锁，我这里就不说明啦