数据库实现分布式锁总结

目录

前言

分布式锁具备的条件

分布式锁的解决方案

数据库实现分布式锁

表设计 

整体流程

加锁、解锁

获取锁失败重试

Spring-Retry重试机制

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前言

分布式锁具备的条件

• 互斥性：同一时刻只能有一个服务(或应用)访问资源。
• 原子性：一致性要求保证加锁和解锁的行为是原子性的。
• 安全性：锁只能被持有该锁的服务(或应用)释放。
• 容错性：在持有锁的服务崩溃时，锁仍能得到释放，避免死锁。
• 高可用：获取锁和释放锁 要高可用。
• 高性能：获取锁和释放锁的性能要好。
• 持久性：锁按业务需要自动续约/自动延期。
   

分布式锁的解决方案

数据库实现分布式锁

1. 在数据库中创建一个表，用于存储锁的信息。锁场景名、锁住的业务id设置唯一索引。
2. 当需要获取锁时，先用lock_name和lock_id查询该表，查看是否存在对应的锁记录。如果不存在，则创建一个新的锁记录，并设置锁的持有者为当前进程或线程，设置锁的创建时间和过期时间。
3. 如果存在对应的锁记录，判断client_ip和thread_name是否和数据库中一致，一致表示当前进程或线程继续持有该锁。如果不是，则说明该锁已被其他进程或线程持有，无法获取该锁。
4. 在释放锁时，先用lock_name和lock_id查询该表，找到对应的锁记录。然后删除该记录，表示释放该锁。
5. 定时任务扫描该表，删除过期时间小于当前时间的数据。

表设计 

表名：lock

字段	类型	描述
id	bigint	主键
gmt_create	datetime	创建时间
gmt_modified	datetime	更新时间
creator	varchar(16)	创建人
lock_name	varchar(255)	锁场景名
lock_id	bigint	锁住的业务id
client_ip	varchar(32)	抢到锁的ip
thread_name	varchar(255)	抢到锁线程名
expired_time	datetime	过期时间

整体流程

boolean lock = tryLock(lockName, lockId, expiredTime);//加锁
try {
    if (!lock) { 
        throw new RuntimeException("getLock failed!");
    }
    //你的业务逻辑处理。
} finally{
    if (lock) {
        //只有获得锁后 才解锁，防止解了其他人的锁
        unlock(lockName, lockId); //释放锁
    }
    
}

加锁、解锁

 public boolean lock(String lockName, Long lockId, Long expiredTime) {
        try {
            LockDO lock = "select * from lock where lock_name ='#{lockName}' and lock_id ='#{lockId}' ";
            if (lock == null) {
                int count = "insert into lock";
                if(count == 1) {
                    //获取锁成功
                    return true;
                }
                return false;
            }
            if (lock.getClientIp().equals("当前ip") && lock.getThreadName().equals("当前线程名")
                    && System.currentTimeMillis() < lock.getExpiredTime().getTime()) {
                return true;
            }
            return false;
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
    }

    public boolean unLock(String lockName, Long lockId) {
        // "delete from lock where lock_name ='#{lockName}' and lock_id ='#{lockId}' "
    }

获取锁失败重试

Spring-Retry重试机制

1.POM依赖

基于AOP实现,因此还需引入aop相关的依赖

  org.springframework.retry
  spring-retry


	org.springframework.boot
	spring-boot-starter-aop

2.添加@EnableRetry注解启用@Retryable

@EnableRetry
@SpringBootApplication
public class HelloApplication {

    public static void main(String[] args) {
        SpringApplication.run(HelloApplication.class, args);
    }

}

 3.在方法上添加@Retryable

@Service
public class TestRetryServiceImpl implements TestRetryService  {

    /**
     * value：抛出指定异常才会重试
     * include：和value一样，默认为空，当exclude也为空时，默认所有异常
     * exclude：指定不处理的异常
     * maxAttempts：最大重试次数，默认3次
     * backoff：重试等待策略，
     * 默认使用@Backoff，@Backoff的value默认为1000L，我们设置为2000； 以毫秒为单位的延迟（默认 1000）
     * multiplier（指定延迟倍数）默认为0，表示固定暂停1秒后进行重试，如果把multiplier设置为1.5，则第一次重试为2秒，第二次为3秒，第三次为4.5秒。
     * @param code
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @Override
    @Retryable(value = Exception.class,maxAttempts = 3,backoff = @Backoff(delay = 2000,multiplier = 1.5))
    public int testRetry(int code) throws Exception{
        System.out.println("test被调用,时间："+ LocalTime.now());
          if (code==0){
              throw new Exception("情况不对头！");
          }
        System.out.println("test被调用,情况对头了！");
 
        return 200;
    }

    /**
     * Spring-Retry还提供了@Recover注解，用于@Retryable重试失败后处理方法。
     * 如果不需要回调方法，可以直接不写回调方法，那么实现的效果是，重试次数完了后，如果还是没成功没符合业务判断，就抛出异常。
     * 可以看到传参里面写的是 Exception e，这个是作为回调的接头暗号（重试次数用完了，还是失败，我们抛出这个Exception e通知触发这个回调方法）。
     * 注意事项：
     * 方法的返回值必须与@Retryable方法一致
     * 方法的第一个参数，必须是Throwable类型的，建议是与@Retryable配置的异常一致，其他的参数，需要哪个参数，写进去就可以了（@Recover方法中有的）
     * 该回调方法与重试方法写在同一个实现类里面
     *
     * 由于是基于AOP实现，所以不支持类里自调用方法
     * 如果重试失败需要给@Recover注解的方法做后续处理，那这个重试的方法不能有返回值，只能是void
     * 方法内不能使用try catch，只能往外抛异常
     * @Recover注解来开启重试失败后调用的方法(注意,需跟重处理方法在同一个类中)，此注解注释的方法参数一定要是@Retryable抛出的异常，否则无法识别，可以在该方法中进行日志处理。
     * @param e
     * @param code
     * @return
     */
    @Recover
    public int recover(Exception e, int code){
        System.out.println("回调方法执行！！！！");
        //记日志到数据库 或者调用其余的方法
        System.out.println("异常信息:"+e.getMessage());
        return 400;
    }
}

来简单解释一下注解中几个参数的含义：

• value：抛出指定异常才会重试
• include：和value一样，默认为空，当exclude也为空时，默认所有异常
• exclude：指定不处理的异常
• maxAttempts：最大重试次数，默认3次
• backoff：重试等待策略，默认使用@Backoff，@Backoff的value默认为1000(单位毫秒)，我们设置为2000；multiplier（指定延迟倍数）默认为0，表示固定暂停1秒后进行重试，如果把multiplier设置为1.5，则第一次重试为2秒，第二次为3秒，第三次为4.5秒。

当重试耗尽时还是失败，会出现什么情况呢？

当重试耗尽时，RetryOperations可以将控制传递给另一个回调，即RecoveryCallback。Spring-Retry还提供了@Recover注解，用于@Retryable重试失败后处理方法。如果不需要回调方法，可以直接不写回调方法，那么实现的效果是，重试次数完了后，如果还是没成功没符合业务判断，就抛出异常。