分布式锁和代码实现

分布式锁介绍

各种实现方式的优缺点

• 基于数据库：
  • 优点：实现简单，只需要创建一张锁表，通过插入或更新记录来实现加锁和解锁操作。
  • 缺点：性能较差，因为数据库的操作涉及到磁盘 I/O；锁的释放依赖于数据库连接的正常关闭，可能会出现死锁问题；不支持高并发场景。
• 基于 Redis：
  • 优点：性能高，Redis 是基于内存的数据库，读写速度快；支持多种数据结构和原子操作，方便实现分布式锁；可以设置锁的过期时间，避免死锁。
  • 缺点：需要考虑 Redis 的高可用性，否则可能会出现锁丢失的问题；锁的实现相对复杂，需要处理锁的过期时间和原子性问题。
• 基于 ZooKeeper：
  • 优点：可靠性高，ZooKeeper 是一个分布式协调服务，具有高可用性和一致性；支持分布式锁的公平性和可重入性；可以监听锁的释放事件，实现异步通知。
  • 缺点：性能相对较低，因为 ZooKeeper 的操作涉及到网络通信和节点间的协调；部署和维护成本较高。

import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.util.Collections;

public class RedisDistributedLock {

    private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
    private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
    private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
    private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;

    private Jedis jedis;

    public RedisDistributedLock(Jedis jedis) {
        this.jedis = jedis;
    }

    /**
     * 尝试获取分布式锁
     * @param lockKey 锁的键
     * @param requestId 请求标识，用于区分不同的客户端请求
     * @param expireTime 锁的过期时间，单位为毫秒
     * @return 是否获取锁成功
     */
    public boolean tryLock(String lockKey, String requestId, int expireTime) {
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
        return LOCK_SUCCESS.equals(result);
    }

    /**
     * 释放分布式锁
     * @param lockKey 锁的键
     * @param requestId 请求标识，用于区分不同的客户端请求
     * @return 是否释放锁成功
     */
    public boolean releaseLock(String lockKey, String requestId) {
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));
        return RELEASE_SUCCESS.equals(result);
    }

    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        RedisDistributedLock lock = new RedisDistributedLock(jedis);
        String lockKey = "myLock";
        String requestId = "123456";
        int expireTime = 10000;

        // 尝试获取锁
        if (lock.tryLock(lockKey, requestId, expireTime)) {
            try {
                // 模拟业务逻辑
                System.out.println("获取锁成功，开始执行业务逻辑...");
                Thread.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                // 释放锁
                lock.releaseLock(lockKey, requestId);
                System.out.println("业务逻辑执行完毕，释放锁...");
            }
        } else {
            System.out.println("获取锁失败，请稍后重试。");
        }
        jedis.close();
    }
}    

代码解释

• tryLock 方法：使用 Redis 的 SET 命令尝试获取锁，NX 表示只有当键不存在时才设置，PX 表示设置过期时间。如果返回结果为 OK，则表示获取锁成功。
• releaseLock 方法：使用 Redis 的 EVAL 命令执行 Lua 脚本，确保释放锁的操作是原子性的。只有当锁的键对应的值等于请求标识时，才会删除该键，避免误释放其他客户端的锁。
• main 方法：演示了如何使用 RedisDistributedLock 类来获取和释放分布式锁。在获取锁成功后，模拟执行业务逻辑，最后释放锁。

注意事项

• 锁的过期时间：需要合理设置锁的过期时间，避免因业务逻辑执行时间过长导致锁提前过期，从而引发多个客户端同时访问共享资源的问题。
• 请求标识：在获取锁和释放锁时，需要使用相同的请求标识，以确保只有持有锁的客户端才能释放锁。
• 异常处理：在执行业务逻辑时，需要捕获异常并在 finally 块中释放锁，确保锁一定会被释放。