分布式锁与事务

单机里面，完美解决了锁与事务

一、使用锁的原因分析：

1、使用锁的目的

------------多个外部线程同时来竞争使用同一资源时，会彼此影响，导致混乱

------------锁的目的，将资源的使用做排它性处理，使同一时间，仅一个线程能访问资源

2、并不是所有的资源，都无法同时服务多个线程 ------ 比如，无状态的资源

3、无成员变量/成员变量不存在变化的类---- 就是无状态类 ----- 这种类是线程安全的

4、有状态的对象，也不一定是不安全的

---------- 如果状态变化是原子的（即没有中间变迁过程，变化不需要时间，没有中间态） ---- 那么它一样是线程安全的

5、重要的概念，动作的原子性

6、总结：锁的本质

锁要解决的问题是 ------- 资源数据会不一致

锁要达成的目标是 ------- 让资源使用起来，像原子性一样

锁达成目标的手段 ------- 让使用者访问资源时，只能排队，一个一个地去访问资源

 

二、在单机应用里，JVM可以通过以下工具，可协调资源像原子性一样操作

1、sychronized ------ java语言天生支持

2、lock ---- jdk有接口标准

 

三、分布式环境下，如何协调资源达到原子性的操作？

1、sychronized / lock 这些java天然的实现，无法跨JVM发挥作用

2、只得去寻求分布式环境里，大家都公认的服务来做见证人，以协调资源

3、常见的公证人 ------》 mysql/zk/file/redis

4、目标 ----- 通过公证人发出信号，来协调分布式的访问者，排队访问资源

5、条件 ----- 任何一个能够提供【是/否】信号量的事物，都可以来做公证人

6、陷阱 ----- 发出锁信号量的动作，本身必须是原子性的

 

7、mysql来充当公证人，利用的是一条sql语句执行的成功/失败，是原子的，流程如下：

 

 

8、redis来充当公证人，利用的其 setnx指令的成功/失败，是原子的，流程如下：

 

 

9、为了防止线程宕机，造成锁死在那里挡道，需要给锁认定一个有效期限，

------此期限的自动失效解锁，与线程的主动解锁之间，会存在冲突，reids的解锁流程必须考虑这一点：

 

 

10、上图的解锁逻辑虽然是正确的，但因为整个动作不是原子的，因为不安全。需要改为lua脚本来执行

 

 

11、lua 脚本为什么是原子性的

----- redis是单线程执行指令的，因此内部不存在线程竞争

 

 

（1）服务器A依次发送了ab指令到redis

（2）服务器B依次发送了cd指令到redis

（3）两台机器同向redis发送的四条指令，最终在指令队列里顺序是：acbd

（4）可以看到，服务器A发送的ab两条指令，中间穿插了c指令，破坏了其完整性，因此，ab两条指令不是原子的

（5）lua脚本，被放进队列时，ab指令是放在一起的，因为ab会顺序一起被执行，成为了原子性动作

 

四、事务的概念

1、锁的问题   ----- 多对一的问题 ------ 是多个线程同时访问同一个资源，造成资源状态不一致

2、事务的问题 ----- 一对多的问题 ----- 是一个线程进数据库，操作多条sql，其中，某条sql的失败，致使整个业务失去意义;

3、数据库中事务的实现方式：

------------------ service执行一个操作，要执行N条sql（ 一条sql 是一个原子性操作）

--------- 数据库内部，如何实现事务？

--------- 所有的sql执行完毕之前，结果都以副本形式存在，如下图

 

 

------- commit操作 ------ 业务线程向数据库发指令 ----- 把副本转正

------ roback操作 ------- 把副本丢掉

4、jdbc规范里，定义这样标准---- 事务管理器

 

 

 

 

事务管理器定义三个标准接口，即：

1、启动事务（启动副本），

2、副本转正

3、副本丢弃

 

五、分布式事务

1、分布式事务，是指多台数据库的执行sql，也想要达到一致性的标准，即：多台一起commit或rollback

2、参照单机事务的模型，分布式事务的思路延袭，也想通过三个标准接口的模式来完成（启副本/commit/rollback）

3、按这个思路， X/Open组织提出了分布式事务的规范 ----- XA

4、XA的核心，便是全局事务，通过XA二阶段提交协议，与各分布式数据交互，分准备与提交两个阶段，如下图：

 

 

 

课程回顾：

1、锁的本质，资源的操作不是原子 -------- 锁目标，让一系列操作，一次性做完。排队

2、分布式环境下，一切能够发出两个信号量事物都能够做锁 ----- 做锁要求：加锁/解锁两个动作，一定是原子的

3、mysql来做锁 ------- 一条sql的执行，是原子的

4、redis有做锁 -------- setnx操作，是原子的

5、redis要做安全的锁，----- 加锁进程死掉，--------  有效期使用解锁过程复杂化--锁判断----lua脚本来保证原子性

6、锁 ---- 多个线程操作一个资源 ; 事务 ----- 一个线程，操作多个资源问题。

7、事务 ----- ACID ----- 启事务/commit/rollback

8、X/open组织提出分布式事务规范 ---- XA

 

 

本堂课内容：

1、事务执行的中间态说明：

----- sql执行后，尚未提交 ，此时对应的数据状态：

                  -----正本数据（原来的数据）   ----- 锁定状态-------允许其它线程读不允许改（此时易出现幻读）

                  -----副本数据（sql执行结果）  ------ 隔离状态 ------其它线程是无法接触到的-------（可设置事务隔离级别，使其可读）未生效的数据 ---- 脏读

                  ----- commit/rollback时出错     ------- 不能执行机率非常低