MySQL借助DB實現分布式鎖思路示例代碼詳解

2019-10-14 16:17:28 來源:互聯網作者:屈定 人氣: 次閱讀 363 條評論

文章主要給大家介紹了關于MySQL借助DB實現分布式鎖思路的相關資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家學習或者使用MySQL具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面來一起學...

文章主要給大家介紹了關于MySQL借助DB實現分布式鎖思路的相關資料,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家學習或者使用MySQL具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面來一起學習學習吧。

前言

無論是單機鎖還是分布式鎖,原理都是基于共享的數據,判斷當前操作的行為。對于單機則是共享RAM內存,對于集群則可以借助Redis,ZK,DB等第三方組件來實現。Redis,ZK對分布式鎖提供了很好的支持,基本上開箱即用,然而這些組件本身要高可用,系統也需要強依賴這些組件,額外增加了不少成本。DB對于系統來說本身就默認為高可用組件,針對一些低頻的業務使用DB實現分布式鎖也是一個不錯的解決方案,比如控制多機器下定時任務的起調,針對審批回調處理等,本文將給出DB實現分布式鎖的一些場景以及解決方案,希望對你啟發。

表設計

首先要明確DB在系統中仍然需要認為是最脆弱的一環,因此在設計時需要考慮壓力問題,即能應用實現的邏輯就不要放到DB上實現,也就是盡量少使用DB提供的鎖能力,如果是高并發業務則要避免使用DB鎖,換成Redis等緩存鎖更加有效。如清單1所示,該表中唯一的約束為lock_name,timestamp,version三者組合主鍵,下文會利用這三者實現悲觀鎖,樂觀鎖等業務場景。

清單1: 分布式鎖表結構

CREATE TABLE `lock` (
`lock_name` varchar(32) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '鎖名稱',
`resource` bigint(20) NOT NULL COMMENT '業務主鍵',
`version` int(5) NOT NULL COMMENT '版本',
`gmt_create` datetime NOT NULL COMMENT '生成時間',
PRIMARY KEY (`lock_name`,`resource`,`version`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;

觀鎖實現

對于悲觀鎖業務中常見的操作有以下兩種:

針對A:

A場景當一臺機器獲取到鎖后,其他機器處于排隊狀態,鎖釋放后其他機器才能夠繼續下去,這種應用層面解決是相當麻煩,因此一般使用DB提供的行鎖能力,即select xxx from xxx for update。A場景一般都和業務強關聯,比如庫存增減,使用業務對象作為行鎖即可。需要注意的是,該方案本質上鎖壓力還是在數據庫上,當阻塞住的線程過多,且操作耗時,最后會出現大量鎖超時現象。

針對B:

針對B場景(tryLock)舉個具體業務,在集群下每臺機器都有定時任務,但是業務上要求同一時刻只能有一臺能正常調度。
解決思路是利用唯一主鍵約束,插入一條針對TaskA的記錄,版本則默認為1,插入成功的算獲取到鎖,繼續執行業務操作。這種方案當機器掛掉就會出現死鎖,因此還需要有一個定時任務,定時清理已經過期的鎖,清理維度可以根據lock_name設置不同時間清理策略。

定時任務清理策略會額外帶來復雜度,假設機器A獲取到了鎖,但由于CPU資源緊張,導致處理變慢,此時鎖被定時任務釋放,因此機器B也會獲取到鎖,那么此時就出現同一時刻兩臺機器同時持有鎖的現象,解決思路:把超時時間設置為遠大于業務處理時間,或者增加版本機制改成樂觀鎖。

insert into lock set lock_name='TaskA' , resource='鎖住的業務',version=1,gmt_create=now()
success: 獲取到鎖
failed:放棄操作
釋放鎖

樂觀鎖實現

針對樂觀鎖場景,舉個具體業務,在后臺系統中經常使用大json擴展字段存儲業務屬性,在涉及部分更新時,需要先查詢出來,合并數據,寫入到DB,這個過程中如果存在并發,則很容易造成數據丟失,因此需要使用鎖來保證數據一致性,相應操作如下所示,針對樂觀鎖,不存在死鎖,因此這里直接存放業務id字段,保證每一個業務id有一條對應的記錄,并且不需要對應的定時器清除
。

select * from lock where lock_name='業務名稱', resource='業務id';
不存在: insert into lock set lock_name='業務名稱', resource='業務id' , version=1;
獲取版本: version
業務操作: 取數據,合并數據,寫回數據
寫回到DB: update lock set version=version+1 where lock_name='業務名稱' and resource='業務id' and version= #{version};
寫回成功: 操作成功
寫回失敗: 回滾事務,從頭操作

分布式鎖的原理實際上很容易理解,難的是如何在具體業務場景上選擇最合適的方案。無論是哪一種鎖方案都是與業務密切關聯,總之沒有完美的分布式鎖方案,只有最適合當前業務的鎖方案。樂觀鎖寫入失敗會回滾整個事務,因此如果寫入沖突很頻繁的場景不適合使用樂觀鎖,大量的事務回滾會給DB巨大壓力,最終影響到具體業務系統。

總結

好了,以上就是這篇文章的全部內容了,希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,

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