首先分布式锁要解决的是什么问题?
解决的,对唯一资源的操作控制,简单说就是,有一些资源只能同时被一个地方使用。
常见的分布式锁的实现方式有哪些?
这是一个常见的面试题,一般给出的答案有以下几个:
- 基于数据库的实现方式。可以通过在数据库表中使用排他锁(for update)来实现分布式锁,当某条记录被加上排他锁之后,其他线程无法再在该行记录上增加排他锁,这种方法可以有效地解决分布式系统中并发访问的问题,但存在一些问题,如可能导致表锁,影响系统性能。
- 基于Redis的实现方式。可以使用Redis的SET命令来加锁,例如SET KEY VALUE NX PX milliseconds,其中NX表示只在键不存在时设置键,PX表示设置键的过期时间为毫秒,这种方法可以保证加锁的原子性,并且当锁超时后能自动释放,但存在一些限制,如需要确保锁的唯一性和如何安全地释放锁。
- 基于ZooKeeper的实现方式。可以利用ZooKeeper的有序节点或节点名称的唯一性来实现分布式锁,例如,所有请求都创建同一个节点(lock/lockKey),最终只有一个创建成功,即获得锁,这种方式利用了ZooKeeper的强一致性和可靠性,能有效解决分布式锁的问题。
Mysql怎么设置排他锁?
-- 启动一个事务
START TRANSACTION;
-- 选择特定记录并对其加排他锁
SELECT * FROM your_table WHERE condition_to_match_record FOR UPDATE;
-- 进行更新或其他需要的操作
-- UPDATE your_table SET ... WHERE condition_to_match_record;
-- 提交或回滚事务
COMMIT;
Redis怎么实现分布式锁?
Redis 锁主要利用 Redis 的 setnx 命令。
- 加锁命令:SETNX key value,当键不存在时,对键进行设置操作并返回成功,否则返回失败。KEY 是锁的唯一标识,一般按业务来决定命名。
- 解锁命令:DEL key,通过删除键值对释放锁,以便其他线程可以通过 SETNX 命令来获取锁。
- 锁超时:EXPIRE key timeout, 设置 key 的超时时间,以保证即使锁没有被显式释放,锁也可以在一定时间后自动释放,避免资源被永远锁住。
// 假设你已经配置了Redis连接并获取了IDatabase实例 ConnectionMultiplexer redis = ConnectionMultiplexer.Connect("localhost"); IDatabase db = redis.GetDatabase(); // 分布式锁的键和超时时间 string lockKey = "my-distributed-lock"; TimeSpan lockTimeout = TimeSpan.FromSeconds(30); // 锁的超时时间设置为30秒 // 创建分布式锁实例 RedisDistributedLock redisLock = new RedisDistributedLock(db, lockKey, lockTimeout); // 尝试获取锁 bool lockAcquired = await redisLock.AcquireLockAsync(); if (lockAcquired) { try { // 在这里执行需要加锁的代码... Console.WriteLine("Lock acquired. Executing critical section..."); // 模拟一些工作... await Task.Delay(10000); // 等待10秒 Console.WriteLine("Critical section executed."); } finally { // 确保在finally块中释放锁,无论是否发生异常 redisLock.ReleaseLock(); } } else { Console.WriteLine("Failed to acquire lock."); } // 如果你想要定期检查并释放可能已经超时的锁(防止死锁),可以这样做: // await redisLock.CheckAndReleaseLockAsync(); // 最后,不要忘记关闭Redis连接(通常在应用程序关闭时) redis.Close(); redis.Dispose();
Redis实现分布式锁为了防止代码未执行完,加入了自动续费的策略。这块引发我的另一个疑问,比如,自动续费如果不加控制,会造成实时上的死锁,也就是说,如果程序发生了未被catch的异常或者说异常情况的时候,自动续费策略在一直给锁加上锁时间,这样这个锁可能就无法被释放了。
所以自动续费也需要有一些策略,如下:
- 设置最大续费次数
你可以为锁的自动续费设置一个最大次数限制。一旦达到这个限制,即使锁尚未被显式释放,也不再自动续期,从而允许其他进程或线程有机会获取锁。
- 结合锁的过期时间
除了自动续费外,你还应该为锁设置一个固定的过期时间。这个过期时间应该是一个相对较长的值,但远小于无限期。即使自动续费逻辑在运行,一旦达到这个过期时间,锁也会自动失效。
- 监控和报警
为了增加安全性,你可以实现监控逻辑来跟踪锁的持有时间和续费次数。如果某个锁被持有超过预期时间或续费次数异常,可以触发报警通知,以便管理员或开发人员及时介入处理。
- 优雅地处理应用程序退出
确保你的应用程序在退出时能够优雅地释放所有持有的锁。这可以通过在应用程序的关闭逻辑中添加显式的锁释放操作来实现。
此外还有一个细节,就是自动续费策略是否需要关心代码执行的情况,也就是说,在启动自动续费的那块执行代码的执行情况,是否需要被作为是否续费的判断条件,答案是否定的。因为自动续费的目的是确保锁在预期的时间内保持有效,而不是监控持有锁的方法的执行状态。锁的持有者(即你的应用程序)应该在完成所需操作后显式释放锁,而不是依赖于方法是否仍在执行。这块我的理解是,自动续费的逻辑应该简单而可靠,让自动续费程序更加纯粹的执行自己的逻辑,自动续费的条件就是能够查询到锁的存在就给它续费即可。
当然,即使加了自动续费的保障,分布式锁的使用中仍然有可能会出现并发的情况,比如,自动续费失败造成了过期释放锁,自动续费超过了规定次数造成的超时释放锁等。那么我们有什么需要去做的来避免这些问题发生吗?
- 锁的粒度 尽量减小锁的粒度,让锁中执行的代码更简单
- 代码的规范 锁中执行的代码规范,比如异常处理要完整,规范,异常发生后要及时释放锁等
- 锁的超时时间的设置 需要根据实际情况,设置锁的过期时间,确保正常情况下或者说一般情况下,可以在过期时间之内完成代码执行,并释放锁。
- 使用RedLock算法 RedLock算法是一种改进的分布式锁算法,通过在多个Redis节点上获取锁来提高可靠性和容错性。即使部分节点故障,只要大多数节点可用,就能保证锁的正确性。