分布式锁的几种常见实现方式

数据库乐观锁

实现方式

用表中一行记录来表示锁，其中表示锁的字段采用唯一约束

当多个线程同时执行插入语句时，只有一个能插入成功，可以认为获得到了锁，其他则会报错：ERROR 1062 (23000): Duplicate entry ‘1’ for key ‘uiq_idx_resource’），这种情况可以认为没有获得到锁

当需要释放锁时，可以删除这一条记录就可以了

这种锁的特点：

• 锁没有失效时间，一旦锁释放失败，便会一直留在数据库中，影响其他线程获取锁。可以采用定时任务对其进行清理
• 锁依赖数据库，需要考虑单点故障问题。同时也要考虑给数据库性能带来的影响
• 锁是非阻塞的，一旦插入失败，直接便会报错，需要采用轮询的方式来实现
• 锁也是非可重入的，一旦一个线程获取到了锁，由于数据库中已经存在了这一条记录，其本身也不能再次获取到这个锁。这一点可以将主机和线程信息存入数据库，如果存在锁，并且锁也归属于当前线程，则可以将此锁再次分配给它

Redis实现

基本上基于setnx命令实现

SETNX 是SET if Not eXists的简写

解释：

当且仅当 key 不存在，将 key 的值设为 value，返回1；
若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作，返回0。

@Component
public class RedisService {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String,String> redisTemplate;

    private static final String COMPARE_AND_DELETE = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";


    public Boolean getLock(String key,String value){
        return redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value, 2, TimeUnit.MINUTES);
    }

    public void releaseLock(String key,String value){
        List<String> keys = Collections.singletonList(key);
        redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<>(COMPARE_AND_DELETE,Long.class), keys, value);
    }


}

这里并没有直接使用delete命令，是为了防止删除其他线程的key。、

比如：A线程锁超时了，B线程使用同样的key获取到了锁，正在执行任务，这时A执行完任务，删除key便会将B的key删除，造成混乱。

使用redis执行lua脚本原子特性，先判断key对应的value，如果和预期的value相同，才删除key（释放锁）。

注：

• 锁值要保证唯一, 使用4位随机字符串+时间戳基本可满足需求

• UUID.randomUUID()在高并发情况下性能不佳

• 可使用redisson实现分布式锁

Zookeeper

Zookeeper的数据存储结构就像一棵树，这棵树由节点组成，这种节点叫做Znode。

这种节点可以分为四种：持久节点、顺序节点、临时节点、临时顺序节点，这四种节点的具体含义在此不做赘述。

实现

采用临时顺序节点的方式来实现。

获取锁

• 如果一个线程想获取一个锁，它就到一个LOCK目录下创建一个临时顺序节点，然后判断自己创建的节点编号是不是最小的那个
• 如果是，则获得锁
• 如果不是，则在自己比自己编号小的相邻节点上注册Watcher，用于监听左邻节点是否存在，一旦左邻节点不存在了，则可以通知自己获取锁

PS：

未争抢到锁的线程将会，根据创建节点的顺序在LOCK目录下排好序，类似于AQS

释放锁

• 当获得锁的线程执行完任务逻辑后，可以删除自己所创建的临时节点，并通知后面一个节点获取到锁

• 如果线程自己崩溃了，由于创建的临时顺序节点，Zookeeper会将其对应的节点删除，触发后一个线程获取锁

总结