分布式相关知识(分布式锁，事务实现方案，CAP)

Posted 2023-03-12 健康平安的活着

一  CAP理论

1.1 CAP理论

CAP原则又称CAP定理，指的是在一个分布式系统中，Consistency（一致性）、 Availability（可用性）、Partition tolerance（分区容错性）这3个基本需求，最多只能同时满足其中的2个。

选项	描述
Consistency（一致性）	指数据在多个副本之间能够保持一致的特性（严格的一致性）
Availability（可用性）	指系统提供的服务必须一直处于可用的状态，每次请求都能获取到非错的响应（不保证获取的数据为最新数据）
Partition tolerance（分区容错性）	分布式系统在遇到任何网络分区故障的时候，仍然能够对外提供满足一致性和可用性的服务，除非整个网络环境都发生了故障

1.2 CAP案例场景

假如现在有这样的场景：

• 用户访问了N1，修改了D1的数据。

• 用户再次访问，请求落在了N2。此时D1和D2的数据不一致。

接下来：

• 保证一致性：此时D1和D2数据不一致，要保证一致性就不能返回不一致的数据，可用性无法保证。

• 保证可用性：立即响应，可用性得到了保证，但是此时响应的数据和D1不一致，一致性无法保证。

所以，可以看出，分区容错的前提下，一致性和可用性是矛盾的。

 1.3 对应的模型应用

• ZooKeeper 保证的是 CP

• Eureka 保证的则是 AP

• Nacos 不仅支持 CP 也支持 AP

二  分布式锁

2.1 分布式锁的实现方式

常见的分布式锁实现方案有三种：mysql分布式锁、ZooKepper分布式锁、Redis分布式锁

2.1.1 MySQL分布式锁

数据库悲观锁实现的分布式锁：可以使用 select ... for update 来实现分布式锁。

用数据库实现分布式锁比较简单，就是创建一张锁表，数据库对字段作唯一性约束。加锁的时候，在锁表中增加一条记录即可；释放锁的时候删除记录就行。

如果有并发请求同时提交到数据库，数据库会保证只有一个请求能够得到锁。

这种属于数据库 IO 操作，效率不高，而且频繁操作会增大数据库的开销，因此这种方式在高并发、高性能的场景中用的不多

2.1.2 基于zk实现分布式锁

ZooKeeper的数据节点和文件目录类似，例如有一个lock节点，在此节点下建立子节点是可以保证先后顺序的，即便是两个进程同时申请新建节点，也会按照先后顺序建立两个节点。

 

 2.1.3 基于redis实现分布式锁

基于 Redis 分布式锁一般有以下这几种实现方式：setnx+expire。

加锁了之后如果机器宕机，那我这个锁就无法释放，所以需要加入过期时间，而且过期时间需要和setNx同一个原子操作，在Redis2.8之前需要用lua脚本，但是redis2.8之后redis支持nx和ex操作是同一原子操作。

 三  分布式事务

3.1 分布式事务

1.首先满足事务特性：ACID

 2.而在分布式环境下，会涉及到多个数据库

 分布式事务处理的关键是：

1.需要记录事务在任何节点所做的所有动作；

2.事务进行的所有操作要么全部提交，要么全部回滚。

目的是为了保证分布式系统中的数据一致性。

2.2 分布式事务的解决方案

分布式夺命12连问