一口气看完 java分布式锁的实现方案

分布式锁就是一种在分布式系统中实现互斥访问的一种手段。你可以把它想象成一把钥匙，只有拿到钥匙的线程才能进入被保护的资源。这样可以避免多个线程同时对共享资源进行操作，从而保证数据的一致性。
那么分布式锁主要解决了什么问题呢？其实就是在分布式系统中，多个进程可能会同时对同一个资源进行操作，这时候就需要一种机制来保证这些操作的互斥性。嗯，简单来说，就是防止多个进程同时修改同一个数据。
 
基于数据库：的实现方案，它的原理就是利用数据库的唯一约束来实现互斥。嗯，当多个进程同时尝试获取锁时，只有第一个成功插入记录的进程才能获得锁，其他进程会等待或者返回失败。这种方案的优点是实现简单，缺点是会对数据库产生一定的压力，并且可能会出现死锁的情况。
基于缓存：的实现方案，它的原理就是利用缓存来存储锁的信息。当多个进程同时尝试获取锁时，只有第一个成功在缓存中设置锁信息的进程才能获得锁，其他进程会等待或者返回失败。这种方案的优点是性能比较高，缺点是需要考虑缓存的一致性问题。
基于分布式协调服务：的实现方案，它的原理就是利用分布式协调服务来实现互斥。嗯，当多个进程同时尝试获取锁时，只有第一个成功向分布式协调服务发送请求的进程才能获得锁，其他进程会等待或者返回失败。这种方案的优点是实现比较灵活，缺点是需要依赖外部的分布式协调服务。
这就是分布式锁的三种实现方案啦，每一种都有自己的优缺点。你可以根据具体的业务需求来选择适合自己的方案

 

1-1  基于数据库的实现方案，它的原理就是利用数据库的唯一约束来实现互斥。嗯，当多个进程同时尝试获取锁时，只有第一个成功插入记录的进程才能获得锁，其他进程会等待或者返回失败。这种方案的优点是实现简单，缺点是会对数据库产生一定的压力，并且可能会出现死锁的情况。
 比如我们有一个表叫Locks，它有两个字段：LockName 和 Holder。LockName 用来表示锁的名称，Holder 用来表示持有锁的进程标识。嗯，当一个进程想要获取锁时，它会向数据库发送一个插入语句，尝试在 Locks 表中插入一条记录。如果插入成功，说明获取锁成功；如果插入失败，说明其他进程已经获取了锁，当前进程需要等待或者返回失败。
 这就是基于数据库的实现方案啦，是不是很简单？不过要注意，这种方案可能会对数据库产生一定的压力，并且可能会出现死锁的情况。所以在实际应用中，需要根据具体的业务需求来选择是否使用这种方案。

2-1  基于缓存的实现方案，它的原理就是利用缓存来存储锁的信息。当多个进程同时尝试获取锁时，只有第一个成功在缓存中设置锁信息的进程才能获得锁，其他进程会等待或者返回失败。这种方案的优点是性能比较高，缺点是需要考虑缓存的一致性问题。
 我们可以使用 Redis 来实现基于缓存的分布式锁。Redis 是一种高性能的缓存数据库，它支持多种数据结构，包括字符串、列表、哈希表、集合等。嗯，我们可以使用 Redis 的字符串数据结构来存储锁的信息。
 下面是一个使用 Redis 实现分布式锁的简单示例代码：

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisDistributedLock {

    private final Jedis jedis;

    private final String lockName;

    private final int lockTimeoutSeconds;

    public RedisDistributedLock(Jedis jedis, String lockName, int lockTimeoutSeconds) {

        this.jedis = jedis;

        this.lockName = lockName;

        this.lockTimeoutSeconds = lockTimeoutSeconds;

    }

 

    public boolean tryLock() {

        String lockValue = String.valueOf(System.currentTimeMillis());

        String result = jedis.set(lockName, lockValue, "NX", "PX", lockTimeoutSeconds + "");

        return "OK".equals(result);

    }

    public void releaseLock() {

        jedis.del(lockName);

    }

}

public class DistributedLockExample {

    public static void main(String[] args) {

        // 创建 Jedis 连接

        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);

        // 创建分布式锁实例

        RedisDistributedLock lock = new RedisDistributedLock(jedis, "my_lock", 10);

        // 尝试获取锁

        if (lock.tryLock()) {

            try {

                // 获取锁成功，执行业务逻辑...

                // 释放锁

                lock.releaseLock();

            } catch (Exception e) {

                // 释放锁，即使出现异常

                lock.releaseLock();

            }

        } else {

            System.out.println("无法获取锁");

        }

        // 关闭 Jedis 连接

        jedis.close();

    }

}

在上述示例中，首先创建了一个 RedisDistributedLock 类，用于封装 Redis 分布式锁的操作。然后在 tryLock 方法中使用 set 命令尝试获取锁，其中 NX 表示只有当锁不存在时才设置成功， PX 表示设置锁的过期时间为指定的秒数。如果设置成功，则返回 true ，否则返回 false 。在 releaseLock 方法中使用 del 命令释放锁。

在 DistributedLockExample 类的 main 方法中，我们创建了一个分布式锁对象，然后尝试获取锁。如果获取锁成功，我们输出“获取锁成功”，并执行需要互斥访问的代码，最后释放锁。如果获取锁失败，我们输出“获取锁失败”。
这就是一个基于缓存的实现方案啦，是不是很简单？不过要注意，这种方案可能会出现锁超时的情况，需要根据具体的业务需求来设置合适的超时时间。

3-1  基于分布式协调服务的实现方案，它的原理就是利用分布式协调服务来实现互斥。嗯，当多个进程同时尝试获取锁时，只有第一个成功向分布式协调服务发送请求的进程才能获得锁，其他进程会等待或者返回失败。这种方案的优点是实现比较灵活，缺点是需要依赖外部的分布式协调服务。

基于分布式协调服务的实现方案，通常是基于配置的。嗯，我们需要在配置文件中指定分布式协调服务的地址和端口，以及锁的名称和超时时间等信息。在代码中，我们只需要调用分布式协调服务的 API 来获取锁和释放锁，不需要关心锁的具体实现细节。
 下面是一个使用 Zookeeper 实现分布式锁的 Java 代码示例：
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.framework.recipes.locks.InterProcessMutex;
import org.apache.curator.retry.RetryNTimes;

public class DistributedLock {
    private static final String LOCK_PATH = "/locks/my_lock";

    private final CuratorFramework client;
    private final InterProcessMutex lock;

    public DistributedLock(String zookeeperConnectionString) {
        // 创建 CuratorFramework 客户端
        client = CuratorFrameworkFactory.newClient(zookeeperConnectionString, new RetryNTimes(10, 1000));

        // 启动客户端
        client.start();

        // 创建互斥锁
        lock = new InterProcessMutex(client, LOCK_PATH);
    }

    public boolean acquire() {
        try {
            // 尝试获取锁
            lock.acquire();
            return true;
        } catch (Exception e) {
            // 发生异常，释放锁
            try {
                lock.release();
            } catch (Exception e1) {
                // 忽略释放锁时的异常
            }
            return false;
        }
    }

    public void release() {
        try {
            // 释放锁
            lock.release();
        } catch (Exception e) {
            // 忽略释放锁时的异常
        }
    }

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        String zookeeperConnectionString = "localhost:2181";
        DistributedLock lock = new DistributedLock(zookeeperConnectionString);

        if (lock.acquire()) {
            try {
                // 执行需要互斥访问的代码
                System.out.println("获取锁成功");
            } finally {
                lock.release();
            }
        } else {
            System.out.println("获取锁失败");
        }
    }
}
在这个代码示例中，我们使用 Zookeeper 作为分布式协调服务来实现分布式锁。我们首先创建了一个 DistributedLock 类，在构造函数中创建了一个 CuratorFramework 客户端，并使用它来创建一个互斥锁。嗯，然后，我们实现了 acquire()方法和 release()方法，分别用于获取锁和释放锁。在 main()方法中，我们创建了一个分布式锁对象，然后调用 acquire()方法尝试获取锁。如果获取锁成功，我们输出“获取锁成功”，并执行需要互斥访问的代码，最后释放锁。如果获取锁失败，我们输出“获取锁失败”。
 这就是一个基于分布式协调服务的实现方案啦，是不是很简单？不过要注意，这种方案可能会对性能产生一定的影响，并且需要考虑锁超时和容错等问题。

附：其实使用分布式协调服务来实现分布式锁时，通常不需要专门的配置文件。因为分布式协调服务本身就是一个独立的服务，它的配置通常是在服务的启动脚本或配置文件中进行设置的。
以 Zookeeper 为例，我们可以在 Zookeeper 的启动脚本或配置文件中设置 Zookeeper 的连接字符串、端口号、数据目录等信息。嗯，然后，在使用 Zookeeper 实现分布式锁时，我们只需要在代码中指定 Zookeeper 的连接字符串即可。
不过，具体的配置方式可能会因为不同的分布式协调服务而有所不同。你可以参考相关的文档来了解具体的配置方法。