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Redis/Zookeeper分布式锁

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Redis/Zookeeper分布式锁

同时满足以下条件则必须上锁:1,有共享资源 ;2,多任务;3,共享资源在多任务下互斥

分布式锁 为什么需要
  • 一般的锁:同一个jvm,不同的线程(以线程多任务),可以使用java自带的锁
  • 分布式锁:对集群中 不同的jvm(以jvm进程多任务),jvm自带的锁锁不到另外的jvm
Redis实现分布式锁

SetNX [set if not exists] :
set的key,如果redis中不存在这个key,则set成功并返回true,如果redis中已存在这个key,则不做任何操作,返回false。

实现思路:将资源(请求参数如商品ID) 作为key使用 SetNX存到redis,返回值为true时可以继续执行业务代码(代表抢到锁),为false时代表当前资源被占用,需要在客户端自旋等待锁释放;执行完业务代码,删掉这个key(释放锁)。

Redis 分布式锁有哪些问题
  • 没有释放锁

    应用已经异常宕机,但redis未感知,key一致存在,则后续任务阻塞。 expire 时设置过期时间。

  • 不是原子操作

    setnx不支持设置超时参数,需要额外的指令expire(key, time),而setnx和expire的非原子性。[ɪkˈspaɪər]

  • 提前释放了锁

    expire设置的过期时间太短,而提前释放了锁,导致其他任务抢到锁,造成并发,加锁失败。(Redission 会自动续期。)

  • 释放了别人的锁

    是上一个问题的延续问题。A线程持有锁,但是因为任务运行耗时较长,提前释放了锁。B线程获取到锁,B还没执行完,此时A又执行完了,执行锁被释放,而释放掉了B。

    – 解决办法: 将当前线程生成的UUID作为value 存到此key 中,在删除锁的时候, 判断是当前的UUID才删除。
    生成编码规则中使用 redission 的原理就是上述。

Zookeeper实现分布式锁

利用临时顺序节点znode,创建节点的客户端与zookeeper断开连接后,临时节点会被删除(创建锁和释放锁)。和节点监听。

实现思路:

  1. 获取锁

    首先,在Zookeeper当中创建一个持久节点ParentLock。
    当第一个客户端想要获得锁时,需要在ParentLock这个节点下面创建一个临时顺序节点 Lock。
    Client1查找ParentLock下面所有的临时顺序节点并排序,判断自己所创建的节点Lock1是不是顺序最靠前的一个。如果是,则成功获得锁。

    如果再有一个客户端 Client2 前来获取锁,则在ParentLock下载再创建一个临时顺序节点Lock2,Client2查找ParentLock下面所有的临时顺序节点并排序,判断自己所创建的节点Lock2是不是顺序最靠前的一个。如果不是,则向它前一个节点Lock1注册Watcher,监听Lock1节点是否存在。这意味着Client2抢锁失败,进入了等待状态。以此类推Lock3监听Lock2,形成了一个等待队列。

  2. 释放锁

    Client1任务完成时,会调用删除节点Lock1的指令。或Client1宕机时则会断开与Zookeeper服务端的链接。根据临时节点的特性,相关联的节点Lock1会随之自动删除。

    当Lock1节点被删除,Client2会立刻收到通知。这时候Client2会再次查询ParentLock下面的所有节点,确认自己创建的节点Lock2是不是目前最小的节点。如果是最小,则Client2顺理成章获得了锁。

两种方式实现分布式锁的优劣
分布式锁	    优点	                            缺点
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Zookeeper	1.有封装好的框架,容易实现。        添加和删除节点性能较低
            2.有等待锁的队列,大大提升抢锁效率。
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Redis	    Set和Del指令性能较高	            1.实现复杂,需要考虑超时,原子性,误删等情形。
                                            2.没有等待锁的队列,只能在客户端自旋,效率低下。
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