分布式锁的三种实现方式
2016-09-08 13:55
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一、zookeeper
1、实现原理:
基于zookeeper瞬时有序节点实现的分布式锁,其主要逻辑如下(该图来自于IBM网站)。大致思想即为:每个客户端对某个功能加锁时,在zookeeper上的与该功能对应的指定节点的目录下,生成一个唯一的瞬时有序节点。判断是否获取锁的方式很简单,只需要判断有序节点中序号最小的一个。当释放锁的时候,只需将这个瞬时节点删除即可。同时,其可以避免服务宕机导致的锁无法释放,而产生的死锁问题。
2、优点
锁安全性高,zk可持久化
3、缺点
性能开销比较高。因为其需要动态产生、销毁瞬时节点来实现锁功能。
4、实现
可以直接采用zookeeper第三方库curator即可方便地实现分布式锁。以下为基于curator实现的zk分布式锁核心代码:
Java代码
@Override
public boolean tryLock(LockInfo info) {
InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
int tryTimes = info.getTryTimes();
long tryInterval = info.getTryInterval();
boolean flag = true;// 代表是否需要重试
while (flag && --tryTimes >= 0) {
try {
if (mutex.acquire(info.getWaitLockTime(), TimeUnit.MILLISECONDS)) {
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "acquire lock successfully!");
flag = false;
break;
}
} catch (Exception e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "acquire lock error!", e);
} finally {
checkAndRetry(flag, tryInterval, tryTimes);
}
}
return !flag;// 最后还需要重试,说明没拿到锁
}
Java代码
@Override
public boolean releaseLock(LockInfo info) {
InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
int tryTimes = info.getTryTimes();
long tryInterval = info.getTryInterval();
boolean flag = true;// 代表是否需要重试
while (flag && --tryTimes >= 0) {
try {
mutex.release();
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "release lock successfully!");
flag = false;
break;
} catch (Exception e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "release lock error!", e);
} finally {
checkAndRetry(flag, tryInterval, tryTimes);
}
}
return !flag;// 最后还需要重试,说明没拿到锁
}
Java代码
/**
* 获取锁。此处需要加同步,concurrentHashmap无法避免此处的同步问题
* @param info 锁信息
* @return 锁实例
*/
private synchronized InterProcessMutex getMutex(LockInfo info) {
InterProcessReadWriteLock lock = null;
if (locksCache.get(info.getLock()) != null) {
lock = locksCache.get(info.getLock());
} else {
lock = new InterProcessReadWriteLock(client, BASE_DIR + info.getLock());
locksCache.put(info.getLock(), lock);
}
InterProcessMutex mutex = null;
switch (info.getIsolate()) {
case READ:
mutex = lock.readLock();
break;
case WRITE:
mutex = lock.writeLock();
break;
default:
throw new IllegalArgumentException();
}
return mutex;
}
Java代码
/**
* 判断是否需要重试
* @param flag 是否需要重试标志
* @param tryInterval 重试间隔
* @param tryTimes 重试次数
*/
private void checkAndRetry(boolean flag, long tryInterval, int tryTimes) {
try {
if (flag) {
Thread.sleep(tryInterval);
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "retry getting lock! now retry time left: " + tryTimes);
}
} catch (InterruptedException e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "retry interval thread interruptted!", e);
}
}
二、memcached分布式锁
1、实现原理:
memcached带有add函数,利用add函数的特性即可实现分布式锁。add和set的区别在于:如果多线程并发set,则每个set都会成功,但最后存储的值以最后的set的线程为准。而add的话则相反,add会添加第一个到达的值,并返回true,后续的添加则都会返回false。利用该点即可很轻松地实现分布式锁。
2、优点
并发高效。
3、缺点
(1)memcached采用列入LRU置换策略,所以如果内存不够,可能导致缓存中的锁信息丢失。
(2)memcached无法持久化,一旦重启,将导致信息丢失。
三、redis分布式锁
redis分布式锁即可以结合zk分布式锁锁高度安全和memcached并发场景下效率很好的优点,可以利用jedis客户端实现。参考http://blog.csdn.net/java2000_wl/article/details/8740911
1、实现原理:
基于zookeeper瞬时有序节点实现的分布式锁,其主要逻辑如下(该图来自于IBM网站)。大致思想即为:每个客户端对某个功能加锁时,在zookeeper上的与该功能对应的指定节点的目录下,生成一个唯一的瞬时有序节点。判断是否获取锁的方式很简单,只需要判断有序节点中序号最小的一个。当释放锁的时候,只需将这个瞬时节点删除即可。同时,其可以避免服务宕机导致的锁无法释放,而产生的死锁问题。
2、优点
锁安全性高,zk可持久化
3、缺点
性能开销比较高。因为其需要动态产生、销毁瞬时节点来实现锁功能。
4、实现
可以直接采用zookeeper第三方库curator即可方便地实现分布式锁。以下为基于curator实现的zk分布式锁核心代码:
Java代码
@Override
public boolean tryLock(LockInfo info) {
InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
int tryTimes = info.getTryTimes();
long tryInterval = info.getTryInterval();
boolean flag = true;// 代表是否需要重试
while (flag && --tryTimes >= 0) {
try {
if (mutex.acquire(info.getWaitLockTime(), TimeUnit.MILLISECONDS)) {
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "acquire lock successfully!");
flag = false;
break;
}
} catch (Exception e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "acquire lock error!", e);
} finally {
checkAndRetry(flag, tryInterval, tryTimes);
}
}
return !flag;// 最后还需要重试,说明没拿到锁
}
Java代码
@Override
public boolean releaseLock(LockInfo info) {
InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
int tryTimes = info.getTryTimes();
long tryInterval = info.getTryInterval();
boolean flag = true;// 代表是否需要重试
while (flag && --tryTimes >= 0) {
try {
mutex.release();
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "release lock successfully!");
flag = false;
break;
} catch (Exception e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "release lock error!", e);
} finally {
checkAndRetry(flag, tryInterval, tryTimes);
}
}
return !flag;// 最后还需要重试,说明没拿到锁
}
Java代码
/**
* 获取锁。此处需要加同步,concurrentHashmap无法避免此处的同步问题
* @param info 锁信息
* @return 锁实例
*/
private synchronized InterProcessMutex getMutex(LockInfo info) {
InterProcessReadWriteLock lock = null;
if (locksCache.get(info.getLock()) != null) {
lock = locksCache.get(info.getLock());
} else {
lock = new InterProcessReadWriteLock(client, BASE_DIR + info.getLock());
locksCache.put(info.getLock(), lock);
}
InterProcessMutex mutex = null;
switch (info.getIsolate()) {
case READ:
mutex = lock.readLock();
break;
case WRITE:
mutex = lock.writeLock();
break;
default:
throw new IllegalArgumentException();
}
return mutex;
}
Java代码
/**
* 判断是否需要重试
* @param flag 是否需要重试标志
* @param tryInterval 重试间隔
* @param tryTimes 重试次数
*/
private void checkAndRetry(boolean flag, long tryInterval, int tryTimes) {
try {
if (flag) {
Thread.sleep(tryInterval);
LOGGER.info(LogConstant.DST_LOCK + "retry getting lock! now retry time left: " + tryTimes);
}
} catch (InterruptedException e) {
LOGGER.error(LogConstant.DST_LOCK + "retry interval thread interruptted!", e);
}
}
二、memcached分布式锁
1、实现原理:
memcached带有add函数,利用add函数的特性即可实现分布式锁。add和set的区别在于:如果多线程并发set,则每个set都会成功,但最后存储的值以最后的set的线程为准。而add的话则相反,add会添加第一个到达的值,并返回true,后续的添加则都会返回false。利用该点即可很轻松地实现分布式锁。
2、优点
并发高效。
3、缺点
(1)memcached采用列入LRU置换策略,所以如果内存不够,可能导致缓存中的锁信息丢失。
(2)memcached无法持久化,一旦重启,将导致信息丢失。
三、redis分布式锁
redis分布式锁即可以结合zk分布式锁锁高度安全和memcached并发场景下效率很好的优点,可以利用jedis客户端实现。参考http://blog.csdn.net/java2000_wl/article/details/8740911
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