分佈式鎖的三種實現方式

1、zookeeper

一、實現原理：

基於zookeeper瞬時有序節點實現的分佈式鎖，其主要邏輯以下（該圖來自於IBM網站）。大體思想即爲：每一個客戶端對某個功能加鎖時，在zookeeper上的與該功能對應的指定節點的目錄下，生成一個惟一的瞬時有序節點。判斷是否獲取鎖的方式很簡單，只須要判斷有序節點中序號最小的一個。當釋放鎖的時候，只需將這個瞬時節點刪除便可。同時，其能夠避免服務宕機致使的鎖沒法釋放，而產生的死鎖問題。

二、優勢

鎖安全性高，zk可持久化

三、缺點

性能開銷比較高。由於其須要動態產生、銷燬瞬時節點來實現鎖功能。

四、實現

能夠直接採用zookeeper第三方庫curator便可方便地實現分佈式鎖。如下爲基於curator實現的zk分佈式鎖核心代碼：

 

@Override
public boolean tryLock(LockInfo info) {
    InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
    int tryTimes = info.getTryTimes();
    long tryInterval = info.getTryInterval();
    boolean flag = true;// 表明是否須要重試
    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;// 最後還須要重試，說明沒拿到鎖
}

 

@Override
public boolean releaseLock(LockInfo info) {
    InterProcessMutex mutex = getMutex(info);
    int tryTimes = info.getTryTimes();
    long tryInterval = info.getTryInterval();
    boolean flag = true;// 表明是否須要重試
    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;// 最後還須要重試，說明沒拿到鎖
}

 

/**
     * 獲取鎖。此處須要加同步，concurrentHashmap沒法避免此處的同步問題
     * @param info 鎖信息
     * @return 鎖實例
     */
    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;
    }

 

/**
 * 判斷是否須要重試
 * @param flag 是否須要重試標誌
 * @param tryInterval 重試間隔
 * @param tryTimes 重試次數
 */
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);
    }
}

 

2、memcached分佈式鎖

一、實現原理：

memcached帶有add函數，利用add函數的特性便可實現分佈式鎖。add和set的區別在於：若是多線程併發set，則每一個set都會成功，但最後存儲的值以最後的set的線程爲準。而add的話則相反，add會添加第一個到達的值，並返回true，後續的添加則都會返回false。利用該點便可很輕鬆地實現分佈式鎖。

二、優勢

併發高效。

三、缺點

（1）memcached採用列入LRU置換策略，因此若是內存不夠，可能致使緩存中的鎖信息丟失。

（2）memcached沒法持久化，一旦重啓，將致使信息丟失。

 

3、redis分佈式鎖

redis分佈式鎖便可以結合zk分佈式鎖鎖高度安全和memcached併發場景下效率很好的優勢，能夠利用jedis客戶端實現。