分布式锁
2020-08-15 本文已影响0人
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分布式锁需要解决下面问题
- 互斥性
- 续命（比如想延长redis锁的加锁时间）
- 锁释放
- HA一致性（比如redis主备切换导致锁丢失不互斥了）
下面列出几种分布式锁的实现和对比。
| 方案 | 互斥性 | 锁释放 | HA一致性 | 续命 | 其他优点 | 其他缺点 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 关系型数据库 | 很好 | 很好(事务保证) | 很好需要配置数据库在完成主备同步之后才返回上层sql成功 | 不需要续命（不需要像KV方案那样设置expireTime） | 互斥性和锁释放指标很好 | 因为加锁期间整个事务都要维持会造成事务时间很长，暂用宝贵连接 |
| KV存储 | 一般（如果获得锁之后因为load高或者网络差等造成业务处理时间超过expireTime会造成别的请求可以再次获得锁，造成锁不互斥） | 一般（像应用程序宕机等极端情况需要等待expireTime才能释放锁） | 主备同步完成之后才返回生成成功，对于redis可以使用wait | 延长expire | 互斥性和锁释放相对其他两种方案稍差 | 互斥性和锁释放在可接受范围内，而且性能很好 |
| ZK | 很好 | 很好(会话保证) | ZAB协议保证 | 不需要续命（不需要像KV方案那样设置expireTime） | 互斥性和锁释放指标很好 | ZK的性能较低 |
数据库锁（有多种方案，这里只考虑在一个事务里方案）
- 加锁
开启事务并insert - 解锁
rollback
KV数据库锁（以redis举例）
参考：https://help.aliyun.com/document_detail/146758.html
- 加锁
SET resource_1 random_value NX EX 5 - 续命
在Redis中通常需要用Lua脚本来实现自锁自解：
在Redis中可使用如下Lua脚本来实现续租：
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call("expire",KEYS[1], ARGV[2])
else
return 0
end
- 解锁
在Redis中通常需要用Lua脚本来实现自锁自解：
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call("del",KEYS[1])
else
return 0
end
- HA一致性
Redis的WAIT命令会阻塞当前客户端，直到这条命令之前的所有写入命令都成功从master同步到指定数量的replica，命令中可以设置单位为毫秒的等待超时时间。在云Redis版中使用WAIT命令提高分布式锁一致性的示例如下：
SET resource_1 random_value NX EX 5
WAIT 1 5000
使用以上代码，客户端在加锁后会等待数据成功同步到replica才继续进行其它操作，最大等待时间为5000毫秒。执行WAIT命令后如果返回结果是1则表示同步成功，无需担心数据不一致。相比红锁，这种实现方法极大地降低了成本。
需要注意的是：
WAIT只会阻塞发送它的客户端，不影响其它客户端。
WAIT返回正确的值表示设置的锁成功同步到了replica，但如果在正常返回前发生高可用切换，数据还是可能丢失，此时WAIT只能用来提示同步可能失败，无法保证数据不丢失。您可以在WAIT返回异常值后重新加锁或者进行数据校验。
解锁不一定需要使用WAIT，因为锁只要存在就能保持互斥，延迟删除不会导致逻辑问题。
ZK锁
每个客户端对某个方法加锁时，在zookeeper上的与该方法对应的指定节点的目录下，生成一个唯一的瞬时有序节点。
判断是否获取锁的方式很简单，只需要判断有序节点中序号最小的一个。
当释放锁的时候，只需将这个瞬时节点删除即可。同时，其可以避免服务宕机导致的锁无法释放，而产生的死锁问题。
