分布式锁

2016-10-19  本文已影响81人  985cf3d148b0

使用分布式的条件:

1.分布式系统(前提)

2.共享资源(各系统访问统一资源)

3.同步访问

实现基本原理:

用一个状态值表示锁,对锁的占用和释放通过状态值来标识。

实现方式:

1.zookeeper分布式锁     2.redis实现分布式锁

本节主要讲解redis实现分布式锁:

实现原理:Redis为单进程单线程模式,采用队列模式将并发访问变成串行访问,且多客户端对Redis的连接并不存在竞争关系。

redis的SETNX命令可以方便的实现分布式锁。

SETNX命令(SET if Not eXists) 语法: SETNX key value 功能: 当且仅当 key 不存在,将 key 的值设为 value ,并返回1;若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作,并返回0。

解决死锁

上面的锁定逻辑有一个问题:如果一个持有锁的客户端失败或崩溃了不能释放锁,该怎么解决?我们可以通过锁的键对应的时间戳来判断这种情况是否发生了,如果当前的时间已经大于lock.foo的值,说明该锁已失效,可以被重新使用。

发生这种情况时,可不能简单的通过DEL来删除锁,然后再SETNX一次,当多个客户端检测到锁超时后都会尝试去释放它,这里就可能出现一个竞态条件,让我们模拟一下这个场景:

C0操作超时了,但它还持有着锁,C1和C2读取lock.foo检查时间戳,先后发现超时了。

C1 发送DEL lock.foo

C1 发送SETNX lock.foo 并且成功了。

C2 发送DEL lock.foo

C2 发送SETNX lock.foo 并且成功了。

这样一来,C1,C2都拿到了锁!问题大了!

幸好这种问题是可以避免D,让我们来看看C3这个客户端是怎样做的:

C3发送SETNX lock.foo 想要获得锁,由于C0还持有锁,所以Redis返回给C3一个0

C3发送GET lock.foo 以检查锁是否超时了,如果没超时,则等待或重试。

反之,如果已超时,C3通过下面的操作来尝试获得锁:

GETSET lock.foo

通过GETSET,C3拿到的时间戳如果仍然是超时的,那就说明,C3如愿以偿拿到锁了。

如果在C3之前,有个叫C4的客户端比C3快一步执行了上面的操作,那么C3拿到的时间戳是个未超时的值,这时,C3没有如期获得锁,需要再次等待或重试。留意一下,尽管C3没拿到锁,但它改写了C4设置的锁的超时值,不过这一点非常微小的误差带来的影响可以忽略不计。

注意:为了让分布式锁的算法更稳键些,持有锁的客户端在解锁之前应该再检查一次自己的锁是否已经超时,再去做DEL操作,因为可能客户端因为某个耗时的操作而挂起,操作完的时候锁因为超时已经被别人获得,这时就不必解锁了。

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