分布式锁

Posted 2022-12-11 strandtrack

                                                                            分布式锁

一 为什么要使用分布式锁

在以前，我们使用单机应用，开发应用时，都是用的多线程来控制程序的同步访问，来防止业务逻辑上的出错，比如可能会出现一个库存超载的问题。

 举个例子，门票售卖时，总共商品只有一百件，在最后一件时，可能会同时出现好几个人同时想来购买门票的情况，这种时候如果不用一些手段来控制就会出现门票超卖的情况。

这时候作为消费提供者也就是商家的我们就要对此付出责任，所以这就是使用锁的重要性。

 那么为什么要使用分布式锁呢，因为现在随着科技的发展，业务的增多。大部分应用或者项目使用的不再仅仅只是一台电脑，而是使用集群，把多台电脑连接到一起，在这个基础上再做负载均衡，能用多个服务端来分担

大量的访问压力。而这个时候原本的基于java并发处理的api（像synchronizd，notify等等）在这里已经不适用了，这时候我们就要使用分布式锁来解决问题了。

二 使用分布式锁的条件

1、在分布式系统环境下，一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行； 
2、高可用的获取锁与释放锁； 
3、高性能的获取锁与释放锁； 
4、具备可重入特性； 
5、具备锁失效机制，防止死锁； 
6、具备非阻塞锁特性，即没有获取到锁将直接返回获取锁失败。

三 使用分布式锁的三种方式

1.基于redis使用分布式锁

 在用redis实现分布式锁之前，我先来介绍几种redis的方法。

setnx（）：这个方法是增加key到redis中，但他和一般的set不同的是，这个方法会先判断你的key是否已经存在于redis中，如果不存在才进行添加，如果存在则保持不变。

expire（）：这个方法是进行ttl操作的，对你所操作的key设置过期时间，超过这个时间锁会自动释放，避免死锁。

delete（）：这个就很简单了，就是删除，在这里就是取消锁。

用redis使用分布式锁用的大概就是这几种方法。

思路：先设置setnx，这个方法会有个返回值（1和0），通过这个值来判断是否获取到锁。如果获取到锁，对锁进行设置过期时间避免死锁，然后进行你的业务操作，最后把这个锁删除。值得一提的是，设置的value最好是

uuid生成的uuid值，这个是个建议。

代码：

try
    lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, LOCK);//判断是否获取到锁
    if (lock)
        redisTemplate.expire(lockKey,1, TimeUnit.MINUTES); //成功设置过期时间
        return res;
    else
       //没有获取到锁
    
finally
    if(lock)    
        redisTemplate.delete(lockKey); //任务结束，释放锁
    else
      //不需要操作
    

2 基于数据库的实现方式

基于数据库的实现方式的核心思想是：在数据库中创建一个表，表中包含方法名等字段，并在方法名字段上创建唯一索引，想要执行某个方法，就使用这个方法名向表中插入数据，成功插入则获取锁，执行完成后删除对应的行数据释放锁。

当你想对数据进行操作时，先对数据库进行插入，因为是唯一性约束，所以当同时几个请求同时发送时，数据库只会接受一个。这个时候就认为成功的那个获取了锁，然后进行业务操作。最后delete按个方法名就是释放掉锁。

3 基于zookeeper的实现方式

实现步骤如下：

（1）创建一个目录mylock；
（2）线程A想获取锁就在mylock目录下创建临时顺序节点；
（3）获取mylock目录下所有的子节点，然后获取比自己小的兄弟节点，如果不存在，则说明当前线程顺序号最小，获得锁；
（4）线程B获取所有节点，判断自己不是最小节点，设置监听比自己次小的节点；
（5）线程A处理完，删除自己的节点，线程B监听到变更事件，判断自己是不是最小的节点，如果是则获得锁。