1. 为什么要使用分布式锁
就是分布式系统要访问共享资源,为了避免并发访问资源带来错误,我们为共享资源添加一把锁,让各个访问互斥,保证并发访问的安全性,这就是使用分布式锁的原因。
分布式锁应该具备哪些条件
1.在分布式系统环境下,一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行
2.高可用的获取锁与释放锁
3.高性能的获取锁与释放锁
4.具备可重入特性(可理解为重新进入,由多于一个任务并发使用,而不必担心数据错误)
5.具备锁失效机制,防止死锁
6.具备非阻塞锁特性,即没有获取到锁将直接返回获取锁失败
分布式锁的实现有哪些
Memcached:利用 Memcached 的 add 命令。此命令是原子性操作,只有在 key 不存在的情况下,才能 add 成功,也就意味着线程得到了锁。
Redis:和 Memcached 的方式类似,利用 Redis 的 setnx 命令。此命令同样是原子性操作,只有在 key 不存在的情况下,才能 set 成功。
Zookeeper:利用 Zookeeper 的顺序临时节点,来实现分布式锁和等待队列。Zookeeper 设计的初衷,就是为了实现分布式锁服务的。
Chubby:Google 公司实现的粗粒度分布式锁服务,底层利用了 Paxos 一致性算法。
分布式锁实现的三个核心要素:
加锁
最简单的方法是使用 setnx 命令。key 是锁的唯一标识,按业务来决定命名。比如想要给一种商品的秒杀活动加锁,可以给 key 命名为 “lock_sale_商品ID” 。而 value 设置成什么呢?我们可以姑且设置成 1。加锁的伪代码如下:
setnx(lock_sale_商品ID,1)
当一个线程执行 setnx 返回 1,说明 key 原本不存在,该线程成功得到了锁;当一个线程执行 setnx 返回 0,说明 key 已经存在,该线程抢锁失败。
解锁
有加锁就得有解锁。当得到锁的线程执行完任务,需要释放锁,以便其他线程可以进入。释放锁的最简单方式是执行 del 指令,伪代码如下:
del(lock_sale_商品ID)
释放锁之后,其他线程就可以继续执行 setnx 命令来获得锁。
锁超时
锁超时是什么意思呢?如果一个得到锁的线程在执行任务的过程中挂掉,来不及显式地释放锁,这块资源将会永远被锁住(死锁),别的线程再也别想进来。所以,setnx 的 key 必须设置一个超时时间,以保证即使没有被显式释放,这把锁也要在一定时间后自动释放。setnx 不支持超时参数,所以需要额外的指令,伪代码如下:
expire(lock_sale_商品ID, 30)