分布式锁

Wu Jun 2020-01-21 15:32:17
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在单机场景下,可以使用语言的内置锁来实现进程同步。但是在分布式场景下,需要同步的进程可能位于不同的节点上,那么就需要使用分布式锁。

阻塞锁通常使用互斥量来实现:

1 和 0 可以用一个整型值表示,也可以用某个数据是否存在表示。

1 数据库的唯一索引

获得锁时向表中插入一条记录,释放锁时删除这条记录。唯一索引可以保证该记录只被插入一次,那么就可以用这个记录是否存在来判断是否处于锁定状态。

存在以下几个问题:

2 Redis 的 SETNX 指令

使用 SETNX(set if not exist)指令插入一个键值对,如果 Key 已经存在,那么会返回 False,否则插入成功并返回 True。

SETNX 指令和数据库的唯一索引类似,保证了只存在一个 Key 的键值对,那么可以用一个 Key 的键值对是否存在来判断是否存于锁定状态。

EXPIRE 指令可以为一个键值对设置一个过期时间,从而避免了数据库唯一索引实现方式中释放锁失败的问题。

3 Redis 的 RedLock 算法

使用了多个 Redis 实例来实现分布式锁,这是为了保证在发生单点故障时仍然可用。

4 Zookeeper 的有序节点

1)Zookeeper 抽象模型

Zookeeper 提供了一种树形结构的命名空间,/app1/p_1 节点的父节点为 /app1。

2)节点类型

3)监听器

为一个节点注册监听器,在节点状态发生改变时,会给客户端发送消息。

4)分布式锁实现

5)会话超时

如果一个已经获得锁的会话超时了,因为创建的是临时节点,所以该会话对应的临时节点会被删除,其它会话就可以获得锁了。可以看到,这种实现方式不会出现数据库的唯一索引实现方式释放锁失败的问题。

6)羊群效应

一个节点未获得锁,只需要监听自己的前一个子节点,这是因为如果监听所有的子节点,那么任意一个子节点状态改变,其它所有子节点都会收到通知(羊群效应,一只羊动起来,其它羊也会一哄而上),而我们只希望它的后一个子节点收到通知。