分布式锁：基于数据库、缓存和ZooKeeper等分布式协调服务

后端

2023-07-19 01:25:49

分布式锁：协调分布式系统中的共享资源访问

什么是分布式锁？

在分布式系统中，多个进程或线程可能需要同时访问共享资源。为了防止并发访问导致数据不一致或系统故障，我们需要一种机制来协调对这些资源的访问。这就是分布式锁的用武之地。

分布式锁是一种同步原语，允许多个进程或线程同时访问共享资源，但保证只有一个进程或线程能够对共享资源进行修改。

分布式锁的特点

分布式锁具有以下几个关键特点：

互斥性： 任何时刻只有一个进程或线程能够持有分布式锁。
可靠性： 即使系统发生故障，分布式锁也必须能够正常工作。
可扩展性： 分布式锁必须能够支持大规模的分布式系统，即使在系统规模不断增长的过程中，分布式锁也必须能够正常工作。

分布式锁的分类

分布式锁可以根据其实现方式分为以下几类：

基于数据库的分布式锁： 利用数据库提供的锁机制来实现分布式锁。
基于缓存的分布式锁： 利用缓存提供的锁机制来实现分布式锁。
基于 ZooKeeper 等分布式协调服务的分布式锁： 利用 ZooKeeper 等分布式协调服务提供的锁机制来实现分布式锁。

分布式锁的实现

基于数据库的分布式锁

这种锁通过在一个数据库表中创建一个包含唯一键和锁标志的记录来实现。当一个进程或线程想要获得分布式锁时，它首先尝试将该记录插入到数据库表中。如果插入成功，则表示该进程或线程获得了分布式锁。

-- MySQL
LOCK TABLES table_name WRITE;

基于缓存的分布式锁

这种锁通过在一个缓存中创建一个包含唯一键和锁标志的键值对来实现。当一个进程或线程想要获得分布式锁时，它首先尝试将该键值对插入到缓存中。如果插入成功，则表示该进程或线程获得了分布式锁。

-- Redis
SETNX my_lock 1

基于 ZooKeeper 等分布式协调服务的分布式锁

这种锁通过在一个 ZooKeeper 等分布式协调服务中创建一个临时节点来实现。当一个进程或线程想要获得分布式锁时，它首先尝试在分布式协调服务中创建一个临时节点。如果创建成功，则表示该进程或线程获得了分布式锁。

// Java 代码示例
try {
    // 创建一个临时节点
    zk.create("/my_lock", "lock_data".getBytes(), ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
} catch (KeeperException.NodeExistsException e) {
    // 锁已被其他进程或线程持有
}

分布式锁的选择

在实际应用中，应该根据具体的应用场景来选择合适的分布式锁实现方式。