2:什么是单体应用锁?什么是分布式锁?
1、:什么是单体应用锁?
单体应用锁指的是只能在 一个JVM 进程内有效的锁。我们把这种锁叫做单体应用锁
1、:谈到局限性,先要讲讲互联网系统架构的演进过程
在互联网系统发展之初,系统比较简单,消耗资源小,用户访问量也比较少,我们只部署一个Tomcat应用就可以满足需求。系统架构图如下:
一个 Tomcat 可以看作是一个JVM进程,当大量请求并发到系统时,所有的请求都落在这唯一的一个Tomcat上,如果某些请求方法是需要加锁的,比如:秒杀扣减库存,是可以满足需求的,但是随着访问量的增加,导致一个tomcat 难以支撑,这时我们必然就是集群部署Tomcat ,使用多个 Tomcat 共同支撑整个系统。系统架构图如下:
上图中,我们部署了两个Tomcat ,共同支撑系统。当一个请求到达系统时,首先会经过Nginx ,Nginx 主要做负载转发,它会根据自己配置的负载均衡策略将请求转发到其中的一个Tomcat 中。当大量请求并发访问时候,两个 Tomcat 共同承担所有的访问量,这时,我们同样在秒杀扣库存的场景中,使用单体应用锁,还能够满足要求吗?
2、:单体应用锁的局限性
如上图所示,在整个系统架构中,存在两个Tomcat,每个Tomcat是一个JVM。在进行秒杀业务的时候,
由于大家都在抢购秒杀商品,大量的请求同时到达系统,通过Nginx分发到两个Tomcat上。我们通过
一个极端的案例场景,可以更好地理解单体应用锁的局限性。假如,秒杀商品的数量只有1个,这时,
这些大量的请求中,只有一个请求可以成功的抢到这个商品,这就需要在扣减库存的方法上加锁,扣减
库存的动作只能一个一个去执行,而不可以同时执行,如果同时执行,那这1件商品可能同时被多个人抢到,
从而产生超卖现象。加锁以后,扣减库存的动作是一个一个去执行,凡事将库存扣减为负数的,都抛出异常,
提示该用户没有抢到商品。通过加锁看似解决了秒杀的问题,但是事实真的是这样吗?
我们看到系统中存在两个Tomcat,我们加的锁是JDK提供的锁,这种锁只能在 一个JVM 下起到作用,
也就是在一个Tomcat内是没有问题的。当存在两个或两个以上的Tomcat时,大量的并发请求分散到不同的
Tomcat上,在每一个Tomcat中都可以防止并发的产生,但是在多个Tomcat之间,每个Tomcat中获得锁的
这个请求,又产生了并发,从而产生超卖现象。这也就是单体应用锁的局限性了,它只能在一个JVM内加锁,
而不能从这个应用层面去加锁那么这个问题如何解决呢?这就需要使用分布式锁了,在整个应用层面去加锁。什么是分布式锁呢?我们怎么去使用分布式锁呢?
2、:什么是分布式锁
在说分布式锁之前,我们看一看单体应用锁的特点,单体应用锁是在一个JVM进程内有效,无法跨JVM、跨进程。那么分布式锁的定义就出来了,分布式锁就可以跨越多个JVM、跨多个进程的锁,这种锁就叫做分布式锁
1:分布式锁的设计思路
在上图中,由于Tomcat是由Java启动的,所以每个Tomcat可以看成一个JVM,JVM内部的锁是无法跨越多个进程的。所以,我们要实现分布式锁,我们只能在这些JVM之外去寻找,通过其他的组件来实现分布式锁。系统的架构如图所示:
两个Tomcat通过第三方的组件实现跨JVM、跨进程的分布式锁。这就是分布式锁的解决思路。找到所有JVM可以共同访问的第三方组件,通过第三方组件实现分布式锁。
3、:目前比较流行的分布式锁解决方案
分布式锁都是通过第三方组件来实现的,目前比较流行的分布式锁的解决方案有:
- 数据库,通过数据库可以实现分布式锁,但是在高并发的情况下对数据库压力较大,所以很少使用。
- Redis,借助Redis也可以实现分布式锁,而且Redis的Java客户端种类很多,使用的方法也不尽相同。
- Zookeeper,Zookeeper也可以实现分布式锁,同样Zookeeper也存在多个Java客户端,使用的方法也不相同。