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漫画分布式锁
“分布式系统中，锁不再是线程间的约定，而是服务间的契约。”
🎭 人物介绍
- 分布式大师：精通分布式系统架构的技术专家
- Java小子：对分布式锁充满好奇的开发者
- Redis老兄：缓存数据库的化身，擅长高性能存储
- ZK智者：ZooKeeper的化身，专注一致性保证
- 数据库老爷：传统数据库的代表，稳重可靠
本节导言
Java小子：（困惑地）在单机环境下，我们可以用synchronized或ReentrantLock来保证线程安全，但在分布式环境下该怎么办呢？
分布式大师：（微笑）这就是分布式锁要解决的问题！在分布式系统中，不同服务器上的进程需要协调访问共享资源，传统的JVM内锁就无能为力了。
Redis老兄：（跳出来）我可以帮忙！用我的原子操作，可以实现高性能的分布式锁！
ZK智者：（沉稳地）稳重起见，我的强一致性保证更适合关键业务场景。
数据库老爷：（慢条斯理）别忘了我，数据库锁虽然性能一般，但胜在简单可靠。
1. 分布式锁基础概念
1.1 什么是分布式锁
分布式大师：分布式锁是在分布式环境下，控制分布式系统不同进程共同访问共享资源的一种锁实现。
1.2 分布式锁的特性要求
分布式大师：一个好的分布式锁应该具备以下特性：
- 互斥性：同一时刻只有一个客户端能获取锁
- 防死锁：即使持有锁的客户端崩溃，锁最终也能被释放
- 容错性：只要大部分节点正常，客户端就能获取和释放锁
- 一致性：加锁和解锁必须是同一个客户端
2. Redis分布式锁实现
2.1 基础实现
Redis老兄：我的SET命令支持原子性操作，是实现分布式锁的利器！
@Component
public class RedisDistributedLock {@Autowiredprivate StringRedisTemplate redisTemplate;private static final String LOCK_PREFIX = "distributed_lock:";private static final String UNLOCK_SCRIPT = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +"return redis.call('del', KEYS[1]) " +"else return 0 end";public boolean tryLock(String key, String value, long expireTime) {String lockKey = LOCK_PREFIX + key;Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, value, Duration.ofSeconds(expireTime));return Boolean.TRUE.equals(result);}public boolean unlock(String key, String value) {String lockKey = LOCK_PREFIX + key;DefaultRedisScript<Long> script = new DefaultRedisScript<>();script.setScriptText(UNLOCK_SCRIPT);script.setResultType(Long.class);Long result = redisTemplate.execute(script, Collections.singletonList(lockKey), value);return Long.valueOf(1).equals(result);}
}
2.2 Redisson实现
@Service
public class RedissonLockService {@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;public void simpleLock() {RLock lock = redissonClient.getLock("myLock");try {boolean acquired = lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS);if (acquired) {System.out.println("获取锁成功，执行业务逻辑");Thread.sleep(5000);}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();} finally {if (lock.isHeldByCurrentThread()) {lock.unlock();}}}
}
3. ZooKeeper分布式锁实现
3.1 Curator框架实现
ZK智者：Apache Curator提供了更简单的API！
@Service
public class CuratorLockService {private CuratorFramework client;@PostConstructpublic void init() {client = CuratorFrameworkFactory.newClient("localhost:2181",new ExponentialBackoffRetry(1000, 3));client.start();}public void mutexLock() throws Exception {InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, "/locks/mutex");try {if (lock.acquire(10, TimeUnit.SECONDS)) {System.out.println("获取锁成功");Thread.sleep(5000);}} finally {lock.release();}}
}
4. 数据库分布式锁实现
数据库老爷：虽然性能不如Redis和ZooKeeper，但我的ACID特性保证了绝对的可靠性！
CREATE TABLE distributed_lock (id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,lock_name VARCHAR(100) NOT NULL,lock_value VARCHAR(100) NOT NULL,expire_time TIMESTAMP NOT NULL,UNIQUE KEY uk_lock_name (lock_name)
);
@Repository
public class DatabaseDistributedLock {@Autowiredprivate JdbcTemplate jdbcTemplate;public boolean tryLock(String lockName, String lockValue, long expireSeconds) {String sql = "INSERT INTO distributed_lock (lock_name, lock_value, expire_time) " +"VALUES (?, ?, DATE_ADD(NOW(), INTERVAL ? SECOND))";try {int result = jdbcTemplate.update(sql, lockName, lockValue, expireSeconds);return result > 0;} catch (DuplicateKeyException e) {return false;}}public boolean unlock(String lockName, String lockValue) {String sql = "DELETE FROM distributed_lock WHERE lock_name = ? AND lock_value = ?";int result = jdbcTemplate.update(sql, lockName, lockValue);return result > 0;}
}
5. 分布式锁对比分析
| 方案 | 性能 | 可靠性 | 复杂度 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| Redis | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐ | 高并发场景 |
| ZooKeeper | ⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | 强一致性要求 |
| 数据库 | ⭐⭐ | ⭐⭐⭐⭐ | ⭐ | 简单业务场景 |
6. 实战案例：秒杀系统
@Service
public class SeckillService {@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;public SeckillResult seckill(Long productId, Long userId) {String lockKey = "seckill:lock:" + productId;RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);try {boolean acquired = lock.tryLock(3, 10, TimeUnit.SECONDS);if (!acquired) {return SeckillResult.fail("系统繁忙，请稍后重试");}// 检查库存if (!hasStock(productId)) {return SeckillResult.fail("商品已售罄");}// 扣减库存decreaseStock(productId);// 创建订单SeckillOrder order = createOrder(productId, userId);return SeckillResult.success("秒杀成功", order);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();return SeckillResult.fail("系统异常");} finally {if (lock.isHeldByCurrentThread()) {lock.unlock();}}}
}
记忆口诀
分布式锁三大将，Redis、ZK、数据库；
Redis性能最为强，QPS可达十万量；
ZK一致性保障好，强一致性是特长；
数据库锁最简单，ACID特性有保障；
互斥防死要做好，超时机制不能忘。
总结
分布式大师：选择合适的分布式锁方案需要考虑：
- 性能要求：高并发选Redis，一致性要求高选ZooKeeper
- 业务场景：简单场景可以用数据库锁
- 技术栈：结合现有技术栈选择
- 维护成本：考虑团队技术水平
记住：没有最好的方案，只有最合适的方案！
分布式锁，让分布式系统更加协调有序！ 🔐
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