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DistributedLock.md

File metadata and controls

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比如某个应用需要定时跑一些任务，为了保证高可用，做了三个节点的集群，后来发现集群中每个节点都跑了重复的任务。

一、基于数据库实现分布式锁

首先创建一张表，用于存储锁标识的记录:

CREATE TABLE IF NOT EXISTS distribution_lock(
  id BIGINT(20) UNSIGNED NOT NULL COMMENT '分布式锁id',
  lock_name VARCHAR(50) DEFAULT '' COMMENT '分布式锁的名称',
  node_number TINYINT(1) NOT NULL COMMENT '集群下节点的编号，用于重入锁',
  gmt_create DATETIME NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '行记录创建时间',
  PRIMARY KEY (id)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='存储分布式锁的表';

获取锁:

INSERT INTO distribution_lock(id, lock_name, node_number) VALUES(1001, 'order_task', 1);

插入成功表示获取锁，否是未获取锁；

获取重入锁:

SELECT
  t0.id,
  t0.lock_name,
  t0.gmt_create 
FROM distribution_lock t0
WHERE t0.id = 1001 AND t0.node_number = 1;

检查锁超时:

SELECT
  t0.id,
  t0.lock_name,
  t0.gmt_create ,
  TIMESTAMPDIFF(SECOND, t0.gmt_create, NOW()) 'duration_time'
FROM distribution_lock t0
WHERE t0.id = 1001 AND t0.node_number != 2;

释放锁:

DELETE FROM distribution_lock WHERE id = 1001 AND t0.node_number = 1;

上面是用 INSERT + SELECT + DELETE 来实现的，当然也可以使用 UPDATE + SELECT 实现（注意初始化锁标识的行记录）。

因为 id 设置为 主键，所以具有唯一约束属性，同一时刻只能被一个线程获取锁🔐。

注意问题:

  1. 单点故障: 数据库存在单点故障的风险，建议做成高可用版本；
  2. 重入性: 也就是重入锁，可以精确到线程级别；
  3. 锁失效机制: 如果一台服务获得锁后，再没有主动释放锁的情况下，其他服务也就无法获取锁。解决方法是获取锁时，判断锁是否超时；
  4. 非阻塞性: 比如一个定时任务每月跑一次，恰巧此时被其他节点服务占用锁，导致该节点获取锁失败，解决方法是循环多次获取锁；
  5. 性能: 基于数据库的性能比较低，不适合高并发场景。

二、基于Redis实现分布式锁

获取锁

127.0.0.1:6379> SETNX lock:1001 uuid

巧用 SETNX 命令，其中 value 为唯一标识，比如 ip+线程id+时间戳 、 UUID诸如此类，如果返回 1 表示获取锁成功，否则获取锁失败；

设置锁超时时间

127.0.0.1:6379> expire lock:1001 5

如果返回 1 表示设置锁超时成功，否则失败；

获取将直接使用以下命令代替上面两条命令:
127.0.0.1:6379> SET lock:1001 uuid EX 5 NX

锁过期检查

127.0.0.1:6379> GET lock:1001

如果获得的 value 和之前设置的 value 一致，说明锁有效，业务提交；否则锁过期，业务回滚；

释放锁 Redis的事务不像MySQL的事务那样强大，所以释放锁时要防止误删 key ，使用Lua脚本来操作:

/**
 * 释放分布式锁
 *
 * @param key   key
 * @param value value
 * @return 主动成功释放锁返回 true，否则返回false
 */
public boolean release(String key, String value) {
    // Null check
    Assert.notNull(key, "The key is not allowed to be null");
    Assert.notNull(value, "The value is not allowed to be null");

    // result 表示是否删除指定的 key，1表示是，0表示否
    long result = 0;

    try {
        String lua = "if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1] then \n" +
                "   return redis.call(\"del\",KEYS[1])\n" +
                " else \n" +
                "   return 0\n" +
                " end";

        result = (Long) jedis.evalsha(jedis.scriptLoad(lua),
                    Collections.singletonList(key),
                    Collections.singletonList(value));

    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        if (jedis != null) {
            try {
                jedis.close();
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }

    return result == 1;
}

三、基于Zookeeper实现分布式锁

获取锁

// TODO

释放锁

// TODO