什么是分布式鎖
要介紹分布式鎖，首先要提到與分布式鎖相對(duì)應(yīng)的是線(xiàn)程鎖、進(jìn)程鎖。
1.線(xiàn)程鎖
主要用來(lái)給方法、代碼塊加鎖。當(dāng)某個(gè)方法或代碼使用鎖，在同一時(shí)刻僅有一個(gè)線(xiàn)程執(zhí)行該方法或該代碼段。線(xiàn)程鎖只在同一JVM中有效果，因?yàn)榫€(xiàn)程鎖的實(shí)現(xiàn)在根本上是依靠線(xiàn)程之間共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的，比如Synchronized、Lock等。
2.進(jìn)程鎖
為了控制同一操作系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)某個(gè)共享資源，因?yàn)檫M(jìn)程具有獨(dú)立性，各個(gè)進(jìn)程無(wú)法訪問(wèn)其他進(jìn)程的資源，因此無(wú)法通過(guò)synchronized等線(xiàn)程鎖實(shí)現(xiàn)進(jìn)程鎖。
3.分布式鎖
當(dāng)多個(gè)進(jìn)程不在同一個(gè)系統(tǒng)中，用分布式鎖控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的訪問(wèn)。
分布式鎖的由來(lái)
在傳統(tǒng)單機(jī)部署的情況下，可以使用Java并發(fā)處理相關(guān)的API(如ReentrantLcok或synchronized)進(jìn)行互斥控制。
但是在分布式系統(tǒng)后，由于分布式系統(tǒng)多線(xiàn)程、多進(jìn)程并且分布在不同機(jī)器上，這將使原單機(jī)并發(fā)控制鎖策略失效，為了解決這個(gè)問(wèn)題就需要一種跨JVM的互斥機(jī)制來(lái)控制共享資源的訪問(wèn)，這就是分布式鎖的由來(lái)。
當(dāng)多個(gè)進(jìn)程不在同一個(gè)系統(tǒng)中，就需要用分布式鎖控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的訪問(wèn)。
分布式鎖的特點(diǎn)
首先，為了確保分布式鎖可用，我們至少要確保鎖的實(shí)現(xiàn)同時(shí)滿(mǎn)足以下四個(gè)條件：
1、互斥性：任意時(shí)刻，只能有一個(gè)客戶(hù)端獲取鎖，不能同時(shí)有兩個(gè)客戶(hù)端獲取到鎖。
2、安全性：鎖只能被持有該鎖的客戶(hù)端刪除，不能由其它客戶(hù)端刪除。
3、死鎖：獲取鎖的客戶(hù)端因?yàn)槟承┰颍ㄈ鏳own機(jī)等）而未能釋放鎖，其它客戶(hù)端再也無(wú)法獲取到該鎖。
4、容錯(cuò)：當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)（redis節(jié)點(diǎn)等）down機(jī)時(shí)，客戶(hù)端仍然能夠獲取鎖和釋放鎖。
分布式鎖的具體實(shí)現(xiàn)
高并發(fā)架構(gòu)系列：什么是分布式鎖？Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖詳解
分布式鎖一般有三種實(shí)現(xiàn)方式：
- 數(shù)據(jù)庫(kù)樂(lè)觀鎖；
- 基于ZooKeeper的分布式鎖;
- 基于Redis的分布式鎖；
Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖
基于Redis命令：SET key value NX EX max-lock-time
這里補(bǔ)充下： 從2.6.12版本后, 就可以使用set來(lái)獲取鎖, Lua 腳本來(lái)釋放鎖。setnx是老黃歷了，set命令nx,xx等參數(shù), 是為了實(shí)現(xiàn) setnx 的功能。
1.加鎖
public class RedisTool {
private static final String LOCK_SUCCESS = “OK”;
private static final String SET_IF_NOT_EXIST = “NX”;
private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = “PX”;
/**
- 嘗試獲取分布式鎖
- @param jedis Redis客戶(hù)端
- @param lockKey 鎖
- @param requestId 請(qǐng)求標(biāo)識(shí)
- @param expireTime 超期時(shí)間
- @return 是否獲取成功
*/
public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {return true;}return false;}
}
jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)
這個(gè)set()方法一共有五個(gè)形參：
第一個(gè)為key，我們使用key來(lái)當(dāng)鎖，因?yàn)閗ey是唯一的。
第二個(gè)為value，我們傳的是requestId，很多童鞋可能不明白，有key作為鎖不就夠了嗎，為什么還要用到value？原因就是我們?cè)谏厦嬷v到可靠性時(shí)，分布式鎖要滿(mǎn)足第四個(gè)條件解鈴還須系鈴人，通過(guò)給value賦值為requestId，我們就知道這把鎖是哪個(gè)請(qǐng)求加的了，在解鎖的時(shí)候就可以有依據(jù)。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。
第三個(gè)為nxxx，這個(gè)參數(shù)我們填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即當(dāng)key不存在時(shí)，我們進(jìn)行set操作；若key已經(jīng)存在，則不做任何操作；
第四個(gè)為expx，這個(gè)參數(shù)我們傳的是PX，意思是我們要給這個(gè)key加一個(gè)過(guò)期的設(shè)置，具體時(shí)間由第五個(gè)參數(shù)決定。
第五個(gè)為time，與第四個(gè)參數(shù)相呼應(yīng)，代表key的過(guò)期時(shí)間。
總的來(lái)說(shuō)，執(zhí)行上面的set()方法就只會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)果：1. 當(dāng)前沒(méi)有鎖（key不存在），那么就進(jìn)行加鎖操作，并對(duì)鎖設(shè)置個(gè)有效期，同時(shí)value表示加鎖的客戶(hù)端。2. 已有鎖存在，不做任何操作。
2.解鎖
public class RedisTool {
private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
/**
- 釋放分布式鎖
- @param jedis Redis客戶(hù)端
- @param lockKey 鎖
- @param requestId 請(qǐng)求標(biāo)識(shí)
- @return 是否釋放成功
*/
public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
String script = “if redis.call(‘get’, KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call(‘del’, KEYS[1]) else return 0 end”;
Object
result = jedis.eval(script,
Collections.singletonList(lockKey),Collections.singletonList(requestId));if
(RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {return true;}return false;}
}
那么這段Lua代碼的功能是什么呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，首先獲取鎖對(duì)應(yīng)的value值，檢查是否與requestId相等，如果相等則刪除鎖（解鎖）。
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