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如何优雅的设计一个分布式锁如何设计一个分布式锁1、什么是分布式锁2、那么分布式锁具备什么条件呢3、设计分布式锁有哪些方式3.1 利用redis实现分布式锁原理3.2 基于数据库做分布式锁3.3 基于zookeeper实现分布式锁如何设计一个分布式锁
今天叶秋老哥又去面试了只见美女面试官微微一笑问了我一个问题听完后内心一颤不知道是被她迷人的笑容给迷倒还是被她的致命问题给问倒。不过还是内心一收正襟危坐吧啦吧啦了一堆如下
对于如何设计一个分布式锁我认为我们应该先了解什么是分布式锁
1、什么是分布式锁
我个人理解的分布式锁顾名思义就是分布式系统下的锁。在分布式系统中若数据只有一份那么在同一时刻或许会有多个机器访问修改该数据那么为了保证该数据的一致性和可见性我们就需要一个锁当有机器访问该数据时就把该数据锁住来提醒别的机器“我”已经有别的机器获取到了你们再等会。
2、那么分布式锁具备什么条件呢 四个一在分布式系统下同一个方法在同一时间只能被一台机器上的一个线程执行。三个具备具备可重入锁特性防止死锁、具备阻塞锁特性、具备公平锁特性。两个高高性能、高可用的获取和释放锁不能死锁。
3、设计分布式锁有哪些方式
对于如何设计一个分布式锁我认为有以下几种方式分别是
利用redis做分布式锁小样上次面试把你给漏了这次先说你数据库做分布式锁利用zookeeper做分布式锁
3.1 利用redis实现分布式锁原理
在redis中我们可以利用redis 的 setnx()、expire() 方法做分布式锁。
首先 setnx()方法它有两个参数setnx(keyvalue)含义就是如果key不存在则设置当前key成功并返回状态码1。如果key存在则设置当前key失败并返回状态码0。并且由于该方法是原子性的所以可以考虑使用该方法。
并且配合expire()方法来设置key的过期时间。
整体流程如下
setnx(keyvalue)如果返回0代表key已存在设置失败如果返回1代表key不存在设置成功。然后使用expire(key)对key设置超时时间避免死锁问题。然后线程访问完毕后调用delete命令删除该key。代表使用完毕其他线程可以竞争该锁。
3.2 基于数据库做分布式锁
第二种方法就是基于数据库的排他锁来实现分布式锁。
我们都知道在数据库的查询语句后面加上 for update后数据库就会给该条数据加上排他锁这样其他线程就无法再访问该条记录了。我们可以以此来认为获得排他锁的线程即获得了分布式锁。然后执行自己的业务逻辑最后通过 connection.commit()来释放锁。
使用这种方式的优点是
简单易于理解不需要引入别的技术成本低
缺点是
对数据库依赖性大操作数据库有一定的性能开销
3.3 基于zookeeper实现分布式锁
再说zookeeper之前先说下zookeeper的锁原理
利用临时节点与 watch 机制。每个锁占用一个普通节点 /lock当需要获取锁时在 /lock 目录下创建一个临时节点创建成功则表示获取锁成功失败则 watch/lock 节点有删除操作后再去争锁。临时节点好处 在于当进程挂掉后能自动上锁的节点自动删除即取消锁。
缺点所有取锁失败的进程都监听父节点很容易发生羊群效应即当释放锁后所有等待进程一起来创建节点并发量很大。
说清楚了原理用代码实现也就不难了可以引入zookeeper的客户端zkClient。
所以设计一个分布式锁大致有以上几种方法但具体使用哪一种方式比较合理就应该根据实际场景来具体分析了。
