文章目录 前言一、分布式锁简介二、分布式锁要求三、实现方案四、数据库分布式锁1、悲观锁2、乐观锁 五、Zookeeper分布式锁1、引入Curator和ZooKeeper2、配置ZooKe
本文使用Java构建三种中间件的分布式锁,下面介绍下三种分布式锁的优缺点,
使用MySQL构建分布式锁,因为数据库数据存储在磁盘中,所以io速率相对较慢,因此构建出来的分布式锁不适合用在高并发场景,对于一些对并发要求不高的系统中可以使用,进一步提高系统的安全稳定性,提升数据库容错
使用Redis构建分布式锁,都知道Redis处理数据是在内存中进行处理,执行效率很高,成为很多开发者设计分布式锁的不二之选,这里需要注意的时,redis在主从切换时,可能会出现锁丢失的情况,也是我们不可忽略的问题。
使用ZooKeeper构建分布式锁,总所周知,ZooKeeper是一个高可用的分布式协调服务,因此使用它来构建分布式锁,无疑性能是三者之中相对来说性能较好的,它可以很好的保证了数据的强一致性,但是使用ZooKeeper需要部署额外的服务,增加了系统复杂度
所以,没有最好的解决方案,只有最适合自己的解决方案。
分布式锁听名字就才得到,肯定时应用在分布式系统中,锁在Java技术中通常用来解决高并发访问共享资源的问题,那么分布式锁就是解决分布式系统中多个线程或者进程高并发访问共享资源的一种技术,
在分布式系统中,由于各个节点之间的网路通信延迟、故障等原因,可能会导致数据不一致的问题,分布式锁通过协调多个节点的行为,保证在任何时候只有一个节点可以访问资源,以避免数据的不一致性和冲突。
分布式锁通常需要满足以下几个要求:
在 Java 中,实现分布式锁的方案有多种,包括:
数据库的乐观锁或悲观锁都可以实现分布式锁,下面分别来看。
在数据库中使用 for update 关键字可以实现悲观锁,我们在 Mapper 中添加 for update 即可对数据加锁,实现代码如下:
<select id="selectByIdForUpdate" resultType="User"> SELECT * FROM user WHERE id = #{id} FOR UPDATEselect>
在 Service 中调用 Mapper 方法,即可获取到加锁的数据:
@Transactionalpublic void updateWithPessimisticLock(int id, String name) { User user = userMapper.selectByIdForUpdate(id); if (user != null) { user.setName(name); userMapper.update(user); } else { throw new RuntimeException("数据不存在"); }}
在 mybatis 中,可以通过给表添加一个版本号字段来实现乐观锁。在 Mapper 中,使用标签定义更新语句,同时使用 set 标签设置版本号的增量。
<update id="updateWithOptimisticLock"> UPDATE user SET name = #{name}, version = version + 1 WHERE id = #{id} AND version = #{version}update>
在 Service 中调用 Mapper 方法,需要传入更新数据的版本号。如果更新失败,说明数据已经被其他事务修改,具体实现代码如下:
@Transactionalpublic void updateWithOptimisticLock(int id, String name, int version) { User user = userMapper.selectById(id); if (user != null) { user.setName(name); user.setVersion(version); int rows = userMapper.updateWithOptimisticLock(user); if (rows == 0) { throw new RuntimeException("数据已被其他事务修改"); } } else { throw new RuntimeException("数据不存在"); }}
在 Spring Boot 中,可以使用 Curator 框架来实现 ZooKeeper 分布式锁,具体实现分为以下 3 步:
<dependency> <groupId>org.apache.curatorgroupId> <artifactId>curator-frameworkartifactId> <version>latestversion>dependency><dependency> <groupId>org.apache.curatorgroupId> <artifactId>curator-recipesartifactId> <version>latestversion>dependency><dependency> <groupId>org.apache.zookeepergroupId> <artifactId>zookeeperartifactId> <version>latestversion>dependency>
在 application.yml 中添加 ZooKeeper 连接配置:
spring: zookeeper: connect-string: localhost:2181 namespace: demo
@Componentpublic class DistributedLock { @Autowired private CuratorFramework curatorFramework; public InterProceSSMutex acquire(String lockPath, long waitTime, long leaseTime, TimeUnit timeUnit) throws Exception { InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(curatorFramework, lockPath); if (!lock.acquire(waitTime, timeUnit)) { throw new RuntimeException("获取分布式锁失败"); } if (leaseTime > 0) { lock.acquire(leaseTime, timeUnit); } return lock; } public void release(InterProcessMutex lock) throws Exception { if (lock != null) { lock.release(); } }}
我们可以使用 Redis 客户端 Redisson 实现分布式锁,它的实现步骤如下:
在pom.xml中添加如下配置
<dependency> <groupId>org.redissongroupId> <artifactId>redisson-spring-boot-starterartifactId> <version>3.20.0version>dependency>
在 Spring Boot 项目的配置文件 application.yml 中添加 Redisson 配置:
spring: data: redis: host: localhost port: 6379 database: 0redisson: codec: org.redisson.codec.JSONJacksonCodec single-server-config: address: "redis://${spring.data.redis.host}:${spring.redis.port}" database: "${spring.data.redis.database}" passWord: "${spring.data.redis.password}"
import jakarta.annotation.Resource;import org.redisson.Redisson;import org.redisson.api.RLock;import org.springframework.stereotype.Service;import java.util.concurrent.TimeUnit;@Servicepublic class RedissonLockService { @Resource private Redisson redisson; public boolean tryLock(String key, long timeout, TimeUnit unit) { RLock lock = redisson.getLock(key); try { return lock.tryLock(timeout, unit); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); return false; } } public void unlock(String key) { RLock lock = redisson.getLock(key); lock.unlock(); }}
Redis 和 ZooKeeper 都可以用来实现分布式锁,它们在实现分布式锁的机制和原理上有所不同,具体区别如下:
总结,Redis 适合实现简单的分布式锁场景,而 ZooKeeper 适合实现复杂的分布式协调场景,也就是 ZooKeeper 适合强一致性的分布式系统。
知识点:强一致性是指系统中的所有节点在任何时刻看到的数据都是一致的。ZooKeeper
中的数据是有序的树形结构,每个节点都有唯一的路径标识符,所有节点都共享同一份数据,当任何一个节点对数据进行修改时,所有节点都会收到通知,更新数据,并确保数据的一致性。在
ZooKeeper 中,强一致性体现在数据的读写操作上。ZooKeeper 使用 ZAB(ZooKeeper Atomic
Broadcast)协议来保证数据的一致性,该协议确保了数据更新的顺序,所有的数据更新都需要经过集群中的大多数节点确认,保证了数据的一致性和可靠性。
本文根据51CTO博主磊哥文章一步步操作实现之后,做的笔记
原文连接:https://www.51cto.com/article/766555.html
来源地址:https://blog.csdn.net/weixin_44479706/article/details/132849370
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本文标题: 分别使用Redis、MySQL、ZooKeeper构建分布式锁
本文链接: https://www.lsjlt.com/news/410311.html(转载时请注明来源链接)
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