分布式锁

摘自：

https://www.cnblogs.com/seesun2012/p/9214653.html

 

一、分布式

1、CAP理论

任何一个分布式系统都无法同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分期容错性（Partition tolerance）最多同时只能满足两项。

 

2、分布式

• 分布式不是多线程，而是多进程
• 多线程可以共享堆内存，将标记直接存储在内存就可以实现锁。而分布式运行的各个进程很有可能分布在不同的机器上。因此需要将标记存储在所有进程都能看到的地方。

 

二、分布式锁

• 当在分布式模型下，数据只有一份，因此需要利用锁技术控制对数据修改的进程数。
• 锁要保证进程之间可见，还要考虑网络之间的问题。
• 分布式锁可以将标记存在内存，但是内存是进程共享的内从，集群环境，例如Redis。还可以利用数据库，保证标记能互斥就可以。

 

三、需要的分布式锁

• 在分布式部署的应用集群环境中，同一个方法在同一时刻只能被一台机器中的一个线程调用。
• 这把锁是一把可重入锁（避免死锁）
• 有高可用的获取锁和释放锁功能
• 获取锁和释放锁的性能要好

 

四、基于数据库的分布式锁

 

思路：利用主键唯一的特性，如果有多个请求同时提交到数据库的话，数据库会保证只有一个操作可以成功，那么我们就可以认为操作成功的那个线程获得了该方法的锁，当方法执行完毕之后，想要释放锁的话，删除这条数据库记录即可。

上面这种简单的实现有以下几个问题：

• 这把锁强依赖数据库的可用性，如果数据库是单点的，那么一旦数据库挂掉，会导致业务系统不可用
• 这把锁没有失效时间，一旦解锁操作失败，就会导致锁记录一直在数据库中，其它线程无法再获取该锁
• 这把锁是非阻赛的，一旦insert失败就会报错
• 这把锁是非重入的，同一个线程在没有释放锁之前，无法获得该锁。
• 非公平锁
• 采用主键防重，在大并发情况下会造成锁表的情况。

 

上述问题的解决：

• 增加备用数据库，一旦一个挂了就立即切换
• 对于没有失效时间的问题，用定时任务清理超时数据
• 非阻塞的，用while循环直到insert成功
• 非重入的，增加字段，记录主机信息和线程信息，如果主机信息和线程信息在下一次操作可以查到，那么就直接分配
• 非公平的，再建一张中间表，将等待锁的线程全部记录下来，并根据创建时间排序，先创建的先获取锁
• 最后一个问题，解决办法是在程序执行过程中生产主键。

 

 

五、基于Redis做分布式锁

1、基于setnx()，expire()法

• setnx(key, value)，set if not exists，该方法是原子的。如果key不存在，则当前key设置成功，返回1。如果当前key已经存在，则设置当前key失败，返回0。
• expire()，设置过期时间

setnx（）如果返回0则返回占位失败，如果返回1则占位失败。

expire（）命令对lockkey设置超时时间，为的是避免死锁行为

执行完业务代码后可以通过delete来删除。

该方法存在死锁问题

 

2、setnx()，get()，getset()法

为了解决死锁问题，新方法

• setnx(lockkey, 当前时间+过期时间)，1则获取锁成功，0则没有获取锁，转为2。
• get(lockkey)获取值oldExpireTime，并将这个value值与当前的系统时间进行比较，如果小于当前系统时间，则认为这个锁已经超时，可以允许别的请求重新获取，转为3
• 计算newExpireTime = 当前时间 + 过期时间，然后getset(lockkey, newExpireTime)会返回当前lockkey的值currentExpireTime
• 判断currentExpireTime与oldExpireTime是否相等，如果相等，说明当前getset（）设置成功，获取了锁。如果不等，说明这个锁又被别的请求获取走了，那么当前请求可以直接返回失败，或者继续重试。
• 在获取锁之后，当前线程可以开始自己的业务处理，当处理完毕后，比较自己的处理时间和对于锁设置的超时时间，如果小于锁设置的超时时间，则直接执行delete释放锁；如果大于锁设置的超时时间，则不需要再对锁进行处理