分布式锁的背景,基于数据库、redis、zookeeper实现分布式锁的原理与优缺点你都知道吗?

分布式锁应该具备的条件

  在分析分布式锁的三种实现方式之前,先了解一下分布式锁应该具备哪些条件:

  • 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;
  • 高可用的获取锁与释放锁;
  • 高性能的获取锁与释放锁;
  • 具备可重入特性;
  • 具备锁失效机制,防止死锁;
  • 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。


作者:Java架构师养成记
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来源:掘金
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基于数据库实现的分布式锁

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、类名等字段,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。

基于Redis的实现方式

选用Redis实现分布式锁原因

  • Redis有很高的性能;
  • Redis命令对此支持较好,实现起来比较方便

实现思想

  • 获取锁的时候,使用setnx加锁,并使用expire命令为锁添加一个超时时间,超过该时间则自动释放锁,锁的value值为一个随机生成的UUID,通过此在释放锁的时候进行判断。
  • 获取锁的时候还设置一个获取的超时时间,若超过这个时间则放弃获取锁。
  • 释放锁的时候,若是该锁,则执行delete进行锁释放

基于ZooKeeper的实现方式

ZooKeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的开源组件,它内部是一个分层的文件系统目录树结构,规定同一个目录下只能有一个唯一文件名。基于ZooKeeper实现分布式锁的步骤如下:

  • 创建一个目录mylock;
  • 线程A想获取锁就在mylock目录下创建临时顺序节点;
  • 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;
  • 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;
  • 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。

使用方式

  这里推荐一个Apache的开源库Curator,它是一个ZooKeeper客户端,Curator提供的InterProcessMutex是分布式锁的实现,acquire方法用于获取锁,release方法用于释放锁。

优点

  具备高可用、可重入、阻塞锁特性,可解决失效死锁问题。

####缺点   因为需要频繁的创建和删除节点,性能上不如Redis方式。

Redis 分布式锁和Zookeeper分布式锁的对比

  Redis 分布式锁,其实需要自己不断去尝试获取锁,比较消耗性能。   Zookeeper分布式锁,获取不到锁,注册个监听器即可,不需要不断主动尝试获取锁,性能开销较小。

  单点的redis能很好地实现分布式锁,如果redis集群,会出现master宕机的情况。如果master宕机,此时锁key还没有同步到slave节点上,会出现机器B从新的master上获取到了一个重复的锁;另外一点就是,如果是Redis获取锁的那个客户端出现 bug 挂了,那么只能等待超时时间之后才能释放锁。   而 Zookeeper的话,因为创建的是临时znode,只要客户端挂了,znode 就没了,此时就自动释放锁。但是zookeeper也会有弊端,那就是有可能会出现“羊群效应”,

 

 

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