介绍
分布式锁，即分布式系统中的锁。在单体应用中我们通过锁解决的是控制共享资源访问的问题，而分布式锁，就是解决了分布式系统中控制共享资源访问的问题。与单体应用不同的是，分布式系统中竞争共享资源的最小粒度从线程升级成了进程。
目前比较常见的实现分布式锁的方式主要有三种：基于数据库实现、基于Zookeeper实现、基于redis实现。本文主要介绍了一种基于mysql数据库实现分布式锁的方式，从最简单的实现方式开始，一步步构造一个拥有基本分布式锁条件的程序。
版本1
mysql有两种实现分布式锁的思路，乐观锁和悲观锁，本文利用悲观锁方式实现。
select * from tableName where key = " " for update在InnoDB下如果key为索引，则会为该行加上排他锁，若其它线程想获得排他锁则会阻塞。
伪代码：
where(true){
select ... for update
if(记录存在)
//业务逻辑
return；
else
inset ...
}
commit;如上的版本会产生两个问题：
- insert时通过唯一键重复报错，处理错误形式不和
- 由于间隙锁原因，并发插入会引发死锁
版本2
为了解决上一版本的问题，本文引入中央锁的概念，也同时加入了数据库锁表和状态位。
- 创建数据库锁表，插入中央锁记录
-- 锁表，单库单表
CREATE TABLE IF NOT EXISTS credit_card_user_tag_db.t_tag_lock (
-- 记录index
Findex INT NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '自增索引id',
-- 锁信息（key、计数器、过期时间、记录描述）
Flock_name VARCHAR(128) DEFAULT '' NOT NULL COMMENT '锁名key值',
Fcount INT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '计数器',
Fdeadline DATETIME NOT NULL DEFAULT '1970-01-01 00:00:00' COMMENT '锁过期时间',
Fdesc VARCHAR(255) DEFAULT '' NOT NULL COMMENT '值/描述',
-- 记录状态及相关事件
Fcreate_time DATETIME NOT NULL DEFAULT '1970-01-01 00:00:00' COMMENT '创建时间',
Fmodify_time DATETIME NOT NULL DEFAULT '1970-01-01 00:00:00' COMMENT '修改时间',
Fstatus TINYINT NOT NULL DEFAULT 1 COMMENT '记录状态，0：无效，1：有效',
-- 主键（PS：总索引数不能超过5）
PRIMARY KEY (Findex),
-- 唯一约束
UNIQUE KEY uniq_Flock_name(Flock_name),
-- 普通索引
KEY idx_Fmodify_time(Fmodify_time)
)ENGINE=INNODB DEFAULT CHARSET=UTF8;- 伪代码：
select from tableName where key = "中央所名字" for update;
select ... fro update;
if(记录存在)
//返回记录
else
insert ...
//返回记录
//判断状态位
//更新状态位
//执行业务逻辑目前版本存在的一个问题是应用的所有记录共享一个中央锁，并发并不高。
版本3
为了解决上一版本的问题，本文提出了解决办法，即：
- 在数据库锁表中插入多条中央锁数据记录
- 获取中央锁时根据key的哈希值来选择一个中央锁
伪代码：
见文章最后完整代码
经测试，版本3相较于版本2性能提升近一倍。
但是目前还存在两个问题：
- 锁无法 重入
- 没有超时解锁机制
版本4
为了解决版本3中的问题，本文做出以下措施
- 数据库中加入请求ID、过期时间和加锁次数字段
- 获取锁时校验请求ID，若相同则获取到锁且加锁次数+1
- 获取到锁时校验过期时间，若已过期则可以获取到该锁。
完整代码：
static ThreadLocal<String> requestIdTL = new ThreadLocal<>();
public List<TTagLock> selectAll() {
return testMapper.selectAll();
}
/**
** 获取当前线程requestid
** @return
**/
public static String getRequestId() {
String requestId = requestIdTL.get();
if (requestId == null || "".equals(requestId)) {
requestId = UUID.randomUUID().toString();
requestIdTL.set(requestId);
}
System.out.println("requestId: "+requestId);
return requestId;
}
/**
* 初始化记录,如果有记录update,如果没有记录insert
*/
private TTagLock initTTagLock(String key){
// 查询记录是否存在
TTagLock tTagLock = testMapper.queryRecord(key);
if (null == tTagLock) {
// 记录不存在，创建
tTagLock = new TTagLock();
tTagLock.setFlockName(key);
tTagLock.setFcount(0);
tTagLock.setFdesc("");
tTagLock.setFdeadline(new Date(0));
tTagLock.setFstatus(1);
tTagLock.setFRequestId(getRequestId());
testMapper.insertRecord(tTagLock);
}
return tTagLock;
}
/**
* 获取中央锁Key
*/
private boolean getCenterLock(String key){
String prefix = "center_lock_";
CRC32 crc32 = new CRC32();
crc32.update(key.getBytes());
Long hash = crc32.getValue();
if (null == hash){
return false;
}
Integer len = hash.toString().length();
String slot = hash.toString().substring(len-2);
String centerLockKey = prefix + slot;
testMapper.queryRecord(centerLockKey);
return true;
}
/**
* 获取锁，代码片段
*/
@Transactional
public boolean getLock(String lockName,String desc,Long expireTime) throws InterruptedException {
// 检测参数
if(StringUtils.isEmpty(lockName)) {
System.out.println("参数为空");
return false;
}
// 获取中央锁，初始化记录
Long nowTime = new Date().getTime();
getCenterLock(lockName);
TTagLock tTagLock = initTTagLock(lockName);
// 未释放锁或未过期，获取失败
if (tTagLock.getFstatus() == 1
&& tTagLock.getFdeadline().getTime() > nowTime && !getRequestId().equals(tTagLock.getFRequestId())){
Thread.sleep(50);
return false;
}
if(getRequestId().equals(tTagLock.getFRequestId())){//重入锁
int num = testMapper.updateRecord(lockName, tTagLock.getFdeadline(), tTagLock.getFcount()+1,
tTagLock.getFdesc(), 1,getRequestId());
return true;
}
// 获取锁
Date deadline = new Date(nowTime + expireTime);
int num = testMapper.updateRecord(lockName, deadline, 1, desc, 1,getRequestId());
return true;
}
public void unLock(String lockName) {
//获取当前线程requestId
String requestId = getRequestId();
TTagLock tTagLock = testMapper.queryRecord(lockName);
//当前线程requestId和库中request_id一致 && lock_count>0，表示可以释放锁
if (Objects.nonNull(tTagLock) && requestId.equals(tTagLock.getFRequestId()) && tTagLock.getFcount() > 0) {
if (tTagLock.getFcount() == 1) {
//重置锁
resetLock(tTagLock);
} else {
testMapper.updateRecord(lockName,tTagLock.getFdeadline(),tTagLock.getFcount()-1,tTagLock.getFdesc(),1,getRequestId());
}
}
}
public int resetLock(TTagLock tTagLock) {
tTagLock.setFRequestId("");
tTagLock.setFcount(0);
tTagLock.setFdeadline(new Date());
//todo 修改update
return testMapper.updateRecord(tTagLock.getFlockName(),new Date(),0,"",0,"");
}
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