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分布式-7-分布式锁

分布式-7-分布式锁

作者: 宠辱不惊的咸鱼 | 来源:发表于2019-10-02 22:55 被阅读0次

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需求

  • 互斥性:一个时刻只有一个进程拿到锁
  • 可释放:加锁者挂掉时
  • 身份识别:谁加的锁,谁解锁
  • 阻塞性
  • 重入(解铃还须系铃人和这点本质是一样的需求)

数据库方式

  • 方式1:基于增删
    • 加锁:插入记录
    • 解锁:删除记录
    • 问题
      • 数据库单点:主备
      • 无失效:时间戳 + 定时任务清理超时锁
      • 非阻塞:while循环插入
      • 不可重入:加个字段保存主机信息和线程信息,插入之前先查询
  • 方式2:基于排他锁
    • 加锁:for update
    • 解锁:commit
    • 优于增删的地方
      • 阻塞:for update是阻塞的
      • 失效:加锁者挂掉时,server会自行释放
    • 新问题:
      • 表小的时候,如果被认为走全表扫描效率更高,会锁全表(不知道是不是可以强制)
      • 长时间不commit,会导致连接太多,撑爆数据库连接池
  • 优点
    • 简单,易理解
  • 缺点
    • 性能低,一定程度上存在不可靠性

缓存(redis,memcached,Tair)

Tair

// 加锁
public boolean trylock(String key) {
    ResultCode code = ldbTairManager.put(NAMESPACE, key, "This is a Lock.", 2, 0);
    if (ResultCode.SUCCESS.equals(code))
        return true;
    else
        return false;
}
//解锁
public boolean unlock(String key) {
    ldbTairManager.invalid(NAMESPACE, key);
}
  • 问题
    • 无失效:put方法传入失效时间
    • 非阻塞:while循环
    • 不可重入:在value里保存主机信息和线程信息
    • 失效时间长短问题
  • 优点
    • 性能高,集群成熟
  • 缺点
    • 失效时间控制复杂

redis正确姿势

  • 加锁
    • requestId:身份识别,谁加锁,谁解锁
// set key value [ex seconds]|[px milliseconds] [nx|xx]
public class RedisTool {
    // NX:不存在创建,返回OK,否则返回null
    // XX:存在返回OK,否则返回null
    // EX:秒,PX:毫秒;只能设置一个
 
    public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, "NX", "PX", expireTime);
        if ("OK".equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}
  • 解锁
    • Lua脚本:保证原子性
public class RedisTool {
 
    private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
 
    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;
    }
}

redis错误加锁姿势1

  • 进程在设置过期时间前突破崩溃,那么这个锁就无法失效了
public static void wrongGetLock1(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
    Long result = jedis.setnx(lockKey, requestId);
    if (result == 1) {
        jedis.expire(lockKey, expireTime);
    }
 
}

redis错误加锁姿势2

  • 虽然可以实现单一加锁的功能,但是超时时间可能已经被别人覆盖了
public static boolean wrongGetLock2(Jedis jedis, String lockKey, int expireTime) {
    long expires = System.currentTimeMillis() + expireTime;
    String expiresStr = String.valueOf(expires);
    
    // 获得锁
    if (jedis.setnx(lockKey, expiresStr) == 1) {
        return true;
    }
 
    // 锁已存在,获取锁过期时间
    String currentValueStr = jedis.get(lockKey);
    if (currentValueStr != null && Long.parseLong(currentValueStr) < System.currentTimeMillis()) {
        // 锁已过期,获取上一个锁的过期时间,并设置现在锁的过期时间
        String oldValueStr = jedis.getSet(lockKey, expiresStr);
        if (oldValueStr != null && oldValueStr.equals(currentValueStr)) {
            // 考虑多线程并发的情况,只有一个线程的设置值和当前值相同,它才有权利加锁
            return true;
        }
    }
 
    // 其他情况,一律返回加锁失败
    return false;
 
}

redis错误解锁姿势1

  • 无法保证解铃还需系铃人
public static void wrongReleaseLock1(Jedis jedis, String lockKey) {
    jedis.del(lockKey);
}

redis错误解锁姿势2

  • 如果进了if后,这把锁突然变成别人的,那就误删了
public static void wrongReleaseLock2(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
    if (requestId.equals(jedis.get(lockKey))) {
        jedis.del(lockKey);
    }
}
  • Redisson

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