分散式鎖

zhegeMaw發表於2024-08-13
分散式

網際網路的應用場景中，為了支援高併發的請求，服務都是執行的分散式部署（相同的任務可以在叢集中不同的伺服器上執行）並且現在的服務容器都是支援多執行緒，相同的任務也可能會被同一個容器多次執行，都要求執行結果都滿足冪等性的設計原則。

分散式鎖，就是為了確保在分散式的環境下，相同任務只會執行成功的執行一次，後續的執行不會對這些已經產生了變化的業務再次產生影響。

一、是否有必要加鎖

如果對精度要求不高，可不可以不加鎖

二、加鎖方式

1. 資料庫加鎖

2. 基於Redis的分散式鎖

3. 基於ZooKeeper的分散式鎖。

2.1 基於Redis實現分散式鎖

  • 方案：//todo

  • 缺點：阻塞問題（未獲得鎖的執行緒阻塞，一直等待，導致系統併發效能降低）

    資料庫主從延遲（對於讀寫分離的資料庫，寫到主庫，讀為從庫，主庫和從庫之間的資料同步存在延遲，當資料未及時同步時，會導致讀取到的資料不是最新的）

  • 基於Redis 實現分散式鎖的一些問題

    • 在高併發下的分散式鎖實現中，key的過期肯定不能設定的太長，否則會影響後續執行緒持有該鎖；

    • 但是如果設定過期時間很短，直到key過期，持有該鎖的執行緒還未執行完任務；接著下一個執行緒獲取到該鎖，這時候前一個執行緒執行完成後觸發del釋放該鎖，而這把鎖這個時候其實是另外一個執行緒持有；

    • 獲取鎖是非阻塞的，無論成功還是失敗就直接返回；

    • 鎖公平問題，所有等待執行緒同時發起獲取鎖命令操作。

    針對上述問題需要另外服務來保證實現：

    1. 守護執行緒：如果某個執行緒在expire時間內，還未執行完成，守護執行緒自動expire一個新過期時間，直到該執行緒執行完成或釋放；

    2. 釋放驗證：執行緒加鎖前透過執行緒ID和Key Value匹配，釋放前透過兩者判斷是否一致，一致再釋放該鎖，避免錯誤釋放其他執行緒執行時持有相同的鎖(原子性可以透過lua指令碼來實現)；

    3. 阻塞鎖： 透過while true之類的機制去阻塞程式碼實現；

    4. 公平鎖：可以透過將所有等待執行緒放入同一個佇列來實現。

參考資料

叢集環境中使用Redis實現分散式鎖兩種方式

普通鎖和分散式鎖

相關文章