分布式鎖三種實(shí)現(xiàn)方式及對(duì)比

分布式鎖三種實(shí)現(xiàn)方式：

1. 基于數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)分布式鎖；

2. 基于緩存（Redis等）實(shí)現(xiàn)分布式鎖；

3. 基于Zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖；

一， 基于數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)分布式鎖

1. 悲觀鎖

利用select … where … for update 排他鎖

注意: 其他附加功能與實(shí)現(xiàn)一基本一致，這里需要注意的是“where name=lock ”，name字段必須要走索引，否則會(huì)鎖表。有些情況下，比如表不大，mysql優(yōu)化器會(huì)不走這個(gè)索引，導(dǎo)致鎖表問(wèn)題。

2. 樂(lè)觀鎖

所謂樂(lè)觀鎖與前邊最大區(qū)別在于基于CAS思想，是不具有互斥性，不會(huì)產(chǎn)生鎖等待而消耗資源，操作過(guò)程中認(rèn)為不存在并發(fā)沖突，只有update version失敗后才能覺(jué)察到。我們的搶購(gòu)、秒殺就是用了這種實(shí)現(xiàn)以防止超賣。

通過(guò)增加遞增的版本號(hào)字段實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖

二， 基于緩存（Redis等）實(shí)現(xiàn)分布式鎖

1. 使用命令介紹：

（1）SETNX

SETNX key val：當(dāng)且僅當(dāng)key不存在時(shí)，set一個(gè)key為val的字符串，返回1；若key存在，則什么都不做，返回0。

（2）expire

expire key timeout：為key設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間，單位為second，超過(guò)這個(gè)時(shí)間鎖會(huì)自動(dòng)釋放，避免死鎖。

（3）delete

delete key：刪除key

在使用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖的時(shí)候，主要就會(huì)使用到這三個(gè)命令。

2. 實(shí)現(xiàn)思想：

（1）獲取鎖的時(shí)候，使用setnx加鎖，并使用expire命令為鎖添加一個(gè)超時(shí)時(shí)間，超過(guò)該時(shí)間則自動(dòng)釋放鎖，鎖的value值為一個(gè)隨機(jī)生成的UUID，通過(guò)此在釋放鎖的時(shí)候進(jìn)行判斷。

（2）獲取鎖的時(shí)候還設(shè)置一個(gè)獲取的超時(shí)時(shí)間，若超過(guò)這個(gè)時(shí)間則放棄獲取鎖。

（3）釋放鎖的時(shí)候，通過(guò)UUID判斷是不是該鎖，若是該鎖，則執(zhí)行delete進(jìn)行鎖釋放。

三， 基于Zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖

ZooKeeper是一個(gè)為分布式應(yīng)用提供一致性服務(wù)的開(kāi)源組件，它內(nèi)部是一個(gè)分層的文件系統(tǒng)目錄樹(shù)結(jié)構(gòu)，規(guī)定同一個(gè)目錄下只能有一個(gè)唯一文件名?；赯ooKeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖的步驟如下：

（1）創(chuàng)建一個(gè)目錄mylock；
（2）線程A想獲取鎖就在mylock目錄下創(chuàng)建臨時(shí)順序節(jié)點(diǎn)；
（3）獲取mylock目錄下所有的子節(jié)點(diǎn)，然后獲取比自己小的兄弟節(jié)點(diǎn)，如果不存在，則說(shuō)明當(dāng)前線程順序號(hào)最小，獲得鎖；
（4）線程B獲取所有節(jié)點(diǎn)，判斷自己不是最小節(jié)點(diǎn)，設(shè)置監(jiān)聽(tīng)比自己次小的節(jié)點(diǎn)；
（5）線程A處理完，刪除自己的節(jié)點(diǎn)，線程B監(jiān)聽(tīng)到變更事件，判斷自己是不是最小的節(jié)點(diǎn)，如果是則獲得鎖。

這里推薦一個(gè)Apache的開(kāi)源庫(kù)Curator，它是一個(gè)ZooKeeper客戶端，Curator提供的InterProcessMutex是分布式鎖的實(shí)現(xiàn)，acquire方法用于獲取鎖，release方法用于釋放鎖。

優(yōu)點(diǎn)：具備高可用、可重入、阻塞鎖特性，可解決失效死鎖問(wèn)題。

缺點(diǎn)：因?yàn)樾枰l繁的創(chuàng)建和刪除節(jié)點(diǎn)，性能上不如Redis方式。

四，對(duì)比

數(shù)據(jù)庫(kù)分布式鎖實(shí)現(xiàn)

缺點(diǎn)：

1.db操作性能較差，并且有鎖表的風(fēng)險(xiǎn)

2.非阻塞操作失敗后，需要輪詢，占用cpu資源;

3.長(zhǎng)時(shí)間不commit或者長(zhǎng)時(shí)間輪詢，可能會(huì)占用較多連接資源

Redis(緩存)分布式鎖實(shí)現(xiàn)

缺點(diǎn)：

1.鎖刪除失敗 過(guò)期時(shí)間不好控制

2.非阻塞，操作失敗后，需要輪詢，占用cpu資源;

ZK分布式鎖實(shí)現(xiàn)

缺點(diǎn)：性能不如redis實(shí)現(xiàn)，主要原因是寫操作（獲取鎖釋放鎖）都需要在Leader上執(zhí)行，然后同步到follower。

總之：ZooKeeper有較好的性能和可靠性。

從理解的難易程度角度（從低到高）數(shù)據(jù)庫(kù) > 緩存 > Zookeeper

從實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性角度（從低到高）Zookeeper >= 緩存 > 數(shù)據(jù)庫(kù)

從性能角度（從高到低）緩存 > Zookeeper >= 數(shù)據(jù)庫(kù)

從可靠性角度（從高到低）Zookeeper > 緩存 > 數(shù)據(jù)庫(kù)

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