分布式-7-分布式锁

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• 分布式锁的几种实现
  • http://www.hollischuang.com/archives/1716
• redis实现分布式锁的姿势
  • http://www.importnew.com/27477.html

需求

• 互斥性：一个时刻只有一个进程拿到锁
• 可释放：加锁者挂掉时
• 身份识别：谁加的锁，谁解锁
• 阻塞性
• 重入（解铃还须系铃人和这点本质是一样的需求）

数据库方式

• 方式1：基于增删
  • 加锁：插入记录
  • 解锁：删除记录
  • 问题
    • 数据库单点：主备
    • 无失效：时间戳 + 定时任务清理超时锁
    • 非阻塞：while循环插入
    • 不可重入：加个字段保存主机信息和线程信息，插入之前先查询
• 方式2：基于排他锁
  • 加锁：for update
  • 解锁：commit
  • 优于增删的地方
    • 阻塞：for update是阻塞的
    • 失效：加锁者挂掉时，server会自行释放
  • 新问题：
    • 表小的时候，如果被认为走全表扫描效率更高，会锁全表（不知道是不是可以强制）
    • 长时间不commit，会导致连接太多，撑爆数据库连接池
• 优点
  • 简单，易理解
• 缺点
  • 性能低，一定程度上存在不可靠性

缓存（redis，memcached，Tair）

Tair

// 加锁
public boolean trylock(String key) {
    ResultCode code = ldbTairManager.put(NAMESPACE, key, "This is a Lock.", 2, 0);
    if (ResultCode.SUCCESS.equals(code))
        return true;
    else
        return false;
}
//解锁
public boolean unlock(String key) {
    ldbTairManager.invalid(NAMESPACE, key);
}

• 问题
  • 无失效：put方法传入失效时间
  • 非阻塞：while循环
  • 不可重入：在value里保存主机信息和线程信息
  • 失效时间长短问题
• 优点
  • 性能高，集群成熟
• 缺点
  • 失效时间控制复杂

redis正确姿势

• 加锁
  • requestId：身份识别，谁加锁，谁解锁

// set key value [ex seconds]|[px milliseconds] [nx|xx]
public class RedisTool {
    // NX：不存在创建，返回OK，否则返回null
    // XX：存在返回OK，否则返回null
    // EX：秒，PX：毫秒；只能设置一个
 
    public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, "NX", "PX", expireTime);
        if ("OK".equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

• 解锁
  • Lua脚本：保证原子性

public class RedisTool {
 
    private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
 
    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;
    }
}

redis错误加锁姿势1

• 进程在设置过期时间前突破崩溃，那么这个锁就无法失效了

public static void wrongGetLock1(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
    Long result = jedis.setnx(lockKey, requestId);
    if (result == 1) {
        jedis.expire(lockKey, expireTime);
    }
 
}

redis错误加锁姿势2

• 虽然可以实现单一加锁的功能，但是超时时间可能已经被别人覆盖了

public static boolean wrongGetLock2(Jedis jedis, String lockKey, int expireTime) {
    long expires = System.currentTimeMillis() + expireTime;
    String expiresStr = String.valueOf(expires);
    
    // 获得锁
    if (jedis.setnx(lockKey, expiresStr) == 1) {
        return true;
    }
 
    // 锁已存在，获取锁过期时间
    String currentValueStr = jedis.get(lockKey);
    if (currentValueStr != null && Long.parseLong(currentValueStr) < System.currentTimeMillis()) {
        // 锁已过期，获取上一个锁的过期时间，并设置现在锁的过期时间
        String oldValueStr = jedis.getSet(lockKey, expiresStr);
        if (oldValueStr != null && oldValueStr.equals(currentValueStr)) {
            // 考虑多线程并发的情况，只有一个线程的设置值和当前值相同，它才有权利加锁
            return true;
        }
    }
 
    // 其他情况，一律返回加锁失败
    return false;
 
}

redis错误解锁姿势1

• 无法保证解铃还需系铃人

public static void wrongReleaseLock1(Jedis jedis, String lockKey) {
    jedis.del(lockKey);
}

redis错误解锁姿势2

• 如果进了if后，这把锁突然变成别人的，那就误删了

public static void wrongReleaseLock2(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
    if (requestId.equals(jedis.get(lockKey))) {
        jedis.del(lockKey);
    }
}

• Redisson

ZK