分布式鎖的三種實現方式 - goody9807－IT工程師數位筆記本

文章出處

一、zookeeper

1、實現原理：

基于zookeeper瞬時有序節點實現的分布式鎖，其主要邏輯如下（該圖來自于IBM網站）。大致思想即為：每個客戶端對某個功能加鎖時，在zookeeper上的與該功能對應的指定節點的目錄下，生成一個唯一的瞬時有序節點。判斷是否獲取鎖的方式很簡單，只需要判斷有序節點中序號最小的一個。當釋放鎖的時候，只需將這個瞬時節點刪除即可。同時，其可以避免服務宕機導致的鎖無法釋放，而產生的死鎖問題。

2、優點

鎖安全性高，zk可持久化

3、缺點

性能開銷比較高。因為其需要動態產生、銷毀瞬時節點來實現鎖功能。

4、實現

可以直接采用zookeeper第三方庫curator即可方便地實現分布式鎖。以下為基于curator實現的zk分布式鎖核心代碼：

Java代碼

@Override
public boolean tryLock(LockInfo info) {
InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
int tryTimes = info.getTryTimes();
long tryInterval = info.getTryInterval();
boolean flag = true;// 代表是否需要重試
while (flag && --tryTimes >= 0) {
try {
if (mutex.acquire(info.getWaitLockTime(), TimeUnit.MILLISECONDS)) {
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "acquire lock successfully!");
flag = false;
break;
}
} catch (Exception e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "acquire lock error!", e);
} finally {
checkAndRetry(flag, tryInterval, tryTimes);
}
}
return !flag;// 最后還需要重試，說明沒拿到鎖
}

Java代碼

@Override
public boolean releaseLock(LockInfo info) {
InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
int tryTimes = info.getTryTimes();
long tryInterval = info.getTryInterval();
boolean flag = true;// 代表是否需要重試
while (flag && --tryTimes >= 0) {
try {
mutex.release();
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "release lock successfully!");
flag = false;
break;
} catch (Exception e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "release lock error!", e);
} finally {
checkAndRetry(flag, tryInterval, tryTimes);
}
}
return !flag;// 最后還需要重試，說明沒拿到鎖
}

Java代碼

/**
* 獲取鎖。此處需要加同步，concurrentHashmap無法避免此處的同步問題
* @param info 鎖信息
* @return 鎖實例
*/
private synchronized InterProcessMutex getMutex(LockInfo info) {
InterProcessReadWriteLock lock = null;
if (locksCache.get(info.getLock()) != null) {
lock = locksCache.get(info.getLock());
} else {
lock = new InterProcessReadWriteLock(client, BASE_DIR + info.getLock());
locksCache.put(info.getLock(), lock);
}
InterProcessMutex mutex = null;
switch (info.getIsolate()) {
case READ:
mutex = lock.readLock();
break;
case WRITE:
mutex = lock.writeLock();
break;
default:
throw new IllegalArgumentException();
}
return mutex;
}

Java代碼

/**
* 判斷是否需要重試
* @param flag 是否需要重試標志
* @param tryInterval 重試間隔
* @param tryTimes 重試次數
*/
private void checkAndRetry(boolean flag, long tryInterval, int tryTimes) {
try {
if (flag) {
Thread.sleep(tryInterval);
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "retry getting lock! now retry time left: " + tryTimes);
}
} catch (InterruptedException e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "retry interval thread interruptted!", e);
}
}

二、memcached分布式鎖

1、實現原理：

memcached帶有add函數，利用add函數的特性即可實現分布式鎖。add和set的區別在于：如果多線程并發set，則每個set都會成功，但最后存儲的值以最后的set的線程為準。而add的話則相反，add會添加第一個到達的值，并返回true，后續的添加則都會返回false。利用該點即可很輕松地實現分布式鎖。

2、優點

并發高效。

3、缺點

（1）memcached采用列入LRU置換策略，所以如果內存不夠，可能導致緩存中的鎖信息丟失。

（2）memcached無法持久化，一旦重啟，將導致信息丟失。

三、redis分布式鎖

redis分布式鎖即可以結合zk分布式鎖鎖高度安全和memcached并發場景下效率很好的優點，可以利用jedis客戶端實現。

文章列表