分布式锁-多种实现方式
分布式锁-多种实现方式
一. 基于Redis实现的分布式锁
不同进程之间需要互斥访问共享资源,分布式锁是一种非常有用的手段。
1. 基于setnx(), expire(), delete()实现,实现简单,但是setnx()操作是一个非常耗时的操作,就算redis百万QPS,在高并发的场景下也是有问题的
实现步骤:
• 获取锁,在redis设置一个键值,并设置一个超时时间
• 释放锁,删除redis中的这个健值
缺陷:存在单点故障,一旦redis宕机,则客户端无法获取,释放锁,如果使用集群增加master,slave,当master宕机切换到slave,由于redis复制是异步进行,明显 存在竟态条件,因此不建议使用故障切换的方式。
注意:在单实例实现分布式锁时,一定要设置key的唯一标志,例如,随机生成一个UUID.randomUUID().toString(),在高并发场景下不推荐使用
Jedis实现
2. Redis官方网站推荐基于RedLock算法的分布式锁
相对网上其他的基于redis的分布式锁,Redis官方提供的更加安全,稳定,可靠,具体如下:
• 安全属性:互斥,任何时候只有一个客户端持有同一个锁
• 效率属性A:不会死锁,即使在客户端宕机或者发生网络分区
• 效率属性B:容错,只要大多数节点工作正常,客户端都能获取、释放锁
实现步骤:
• 获取锁
i. 获取当前时间(单位是毫秒)
ii. 轮流使用相同的key和随机值在N个节点上请求锁,客户端会有请求超时时间和锁释放时间(释放<超时)
iii. 计算请求获取锁的时间,只有当客户端在大多数master节点上成功获取锁,并且总的消耗时间小于锁的释放时间成功
iv. 获取锁成功,自动释放锁的时间=锁释放时间-获取锁消耗的时间
v. 获取锁失败,获取成功锁不超过一半或者总消耗时间大于锁的释放时间,
Redission(java实现)
二. 基于Zookeeper实现分布锁
1. 基于zookeeper临时顺序节点实现
临时顺序节点特性
- 节点的生命周期与客户端会话绑定,即当创建该节点的会话结束,则该节点会立即删除
- 每个父节点都会维护其子节点的创建顺序,创建节点时父节点会自动分配一个整形数字,以后缀加入节点名字
实现逻辑:
- 客户端调用create()方法创建名为“_locknode_/lock_”节点,这里需要注意创建节点类型(一定为临时顺序节点)
- 客户端调用getChild(_locknode_)方法获取所有已经创建的子节点,同时在这个子节点注册子节点变更的watcher通知
- 客户端获取所有的子节点path之后,如果发现path路径中序号在所有创建子节点中是最小的,则该客户端获得锁
- 如果发现path中后缀序号不是最小的,则获取锁失败并等待,直到下次子节点变更通知,在进行子节点获取,判断是否获取到锁
注意:此种实现方式会有惊群效益,大量对这个节点的删除动作有订阅Watcher的线程会进行回调,这对Zk集群是十分不利的。所以需要避免这种现象的发生
释放锁:释放锁非常简单,直接删除节点
2. 改进版本,在第二步放弃订阅一个节点的策略
每个节点只需要关注比自己小的节点,并在其上注册节点变更的watcher通知即可
3. 使用Curator,其封装了Zookeeper
三. 基于数据库实现分布式锁
使用数据库的乐观锁实现
t_resource , 其中有6个字段id, resoource, state, add_time, update_time, version,分别表示表主键、资源、分配状态(1未分配 2已分配)、资源创建时间、资源更新时间、资源数据版本号
四. 其他技术
tair,chubby,memeched等
五.比较好的文章推荐
http://zhaojiandong.github.io/zookeeperlock/
http://blog.csdn.net/zdy0_2004/article/details/53070209
http://www.cnblogs.com/xybaby/p/7465816.html (有基于消息实现的分布式事务)
后续会用代码实现每种分布式锁,并做相应的对比分析
水平有限,若有问题希望大家指正,谢谢!