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Java分布式鎖理論(redis、zookeeper))案例詳解

更新時(shí)間：2024年01月12日 09:36:32 作者：尋獲與失落

zookeeper有個(gè)節(jié)點(diǎn)路徑的概念,節(jié)點(diǎn)路徑不能重復(fù),保證了唯一性,這篇文章給大家介紹Java分布式鎖理論(redis、zookeeper)?案例詳解,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

一、分布式鎖有哪些應(yīng)用場(chǎng)景？

1、定時(shí)任務(wù)

2、秒殺搶購(gòu)，防止庫(kù)存超賣的問題

3、雙寫一致性協(xié)議

比如我們?yōu)榱烁呖捎眯源罱朔?wù)集群，分別是8080和8081，我們?cè)陧?xiàng)目中設(shè)立定時(shí)任務(wù)，目的是每天晚上定時(shí)拉取用戶數(shù)據(jù)，給每個(gè)人發(fā)送一些推薦短信。那么這會(huì)出現(xiàn)什么問題呢？8080和8081都有定時(shí)任務(wù)，到半夜2點(diǎn)同時(shí)查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)調(diào)用阿里云接口發(fā)短信，那么肯定會(huì)重復(fù)，使用了分布式鎖，8080搶到鎖執(zhí)行定時(shí)任務(wù)，那么8081就會(huì)阻塞不會(huì)執(zhí)行。

那么肯定會(huì)有人問，為什么不用synchronized鎖呢？

如果我們是單個(gè)項(xiàng)目，用synchronized鎖可以實(shí)現(xiàn)，但我們用的是集群，synchronized是無法跨jvm的。

二、分布式鎖的實(shí)現(xiàn)方案

（1）基于數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)——mysql行鎖

（2）基于zookeeper CP模式

（3）基于redis setnx實(shí)現(xiàn) AP模式

（4）Redis框架 Redisson、RedisLock

要求：

保證一致性：zookeeper 實(shí)現(xiàn)分布式鎖
保證可用性：redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖

三、zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖

zookeeper有個(gè)節(jié)點(diǎn)路徑的概念，節(jié)點(diǎn)路徑不能重復(fù)，保證了唯一性。

如圖，我有4個(gè)springboot項(xiàng)目，首先jvm1先搶到了資源，設(shè)置了zk的節(jié)點(diǎn)路徑/lockPath，這個(gè)操作就相當(dāng)于獲取到了鎖，這時(shí)其余三個(gè)jvm獲取鎖失敗進(jìn)行阻塞狀態(tài)。當(dāng)jvm1執(zhí)行任務(wù)完畢，調(diào)用close()關(guān)閉連接，zk自動(dòng)刪除節(jié)點(diǎn)路徑釋放鎖，zk通知其余3個(gè)jvm節(jié)點(diǎn)，它們3個(gè)開始競(jìng)爭(zhēng)鎖。

一直不釋放鎖怎么辦？

我們上面說的是正常理想情況，那么問題來了，如果jvm1一直不釋放鎖，該怎么辦？

可以采用續(xù)命設(shè)計(jì)（設(shè)置超時(shí)時(shí)間），續(xù)命多次如果業(yè)務(wù)還是沒有執(zhí)行完畢的情況下，則認(rèn)為該鎖超時(shí)應(yīng)該主動(dòng)釋放該鎖，再將所有業(yè)務(wù)代碼回滾，防止其它jvm一直阻塞等待。

如何避免分布式鎖羊群效應(yīng)問題？

如圖可以看出，當(dāng)我們有100個(gè)jvm的時(shí)候，如果jvm1搶到了鎖，執(zhí)行完業(yè)務(wù)釋放了鎖，zk就要喚醒其余99個(gè)jvm，那喚醒這個(gè)操作成本是很高的。

如何解決呢？

采用zk的臨時(shí)順序節(jié)點(diǎn)。

我們現(xiàn)在有三個(gè)jvm，分別創(chuàng)建了三個(gè)臨時(shí)順序節(jié)點(diǎn)路徑，誰(shuí)最小就獲取鎖成功，首先jvm1最小獲取鎖成功，jvm2和jvm3就阻塞，jvm2創(chuàng)建的臨時(shí)節(jié)點(diǎn)就去訂閱最小的/lockPath1，當(dāng)jvm1執(zhí)行完畢釋放鎖并刪除/lockPath1節(jié)點(diǎn)，那么現(xiàn)在/lockPath2就是最小的節(jié)點(diǎn)，獲取鎖成功。

其實(shí)就相當(dāng)于synchronized的公平鎖，jvm1、jvm2、jvm3依次按順序執(zhí)行，這樣我們就不用喚醒所有，jvm1節(jié)點(diǎn)消失，我只需要喚醒jvm2節(jié)點(diǎn)。