Redis常見分布鎖的原理和實現方法是什么

本文小編為大家詳細介紹“Redis常見分布鎖的原理和實現方法是什么”，內容詳細，步驟清晰，細節處理妥當，希望這篇“Redis常見分布鎖的原理和實現方法是什么”文章能幫助大家解決疑惑，下面跟著小編的思路慢慢深入，一起來學習新知識吧。

基于數據庫

悲觀鎖

悲觀鎖（Pessimistic Lock）顧名思義為很悲觀的鎖，每次在拿數據的時候都會上鎖。這樣別人想拿數據就被擋住，直到悲觀鎖被釋放，悲觀鎖中的共享資源每次只給一個線程使用，其它線程阻塞，用完后再把資源轉讓給其它線程，但是在效率方面，處理加鎖的機制會產生額外的開銷，且容易產生死鎖。

實現原理

悲觀并發控制實際上是"先取鎖再訪問"的保守策略，為數據處理的安全提供了保證.

具體實現

例如通過悲觀鎖來實現庫存扣減的偽代碼如下：

// 對于庫存記錄進行行鎖

SELECT *FROM sys_goods s WHERE s.Id='1' FOR UPDATE;

//執行庫存扣減
update sys_stock　s set s.stockQty=s.stockQty-#{number} where s.goodId=1 and s.stockQty>0；

//提交事務,自動釋放悲觀鎖。

樂觀鎖

簡介

樂觀鎖是基于數據版本號(version)的機制來實現的。數據庫表添加"version"字段, 讀取出數據時，將此版本號讀出，在更新過程中，會對版本號進行比較，如果是一致的，則會成功執行本次操作,且版本號加1，如果版本號不一致，則會更新失敗。

實現原理

相對悲觀鎖，樂觀鎖的實現不會使用到數據庫的鎖機制，樂觀鎖的原理使用的CAS的機制來實現的，CAS(Compare-and-Swap)即比較并替換.

• 1、比較：讀取到了一個值A，在將其更新為B之前，檢查原值是否仍為A(未被其他線程改動).

• 2、設置：如果是未發送變化，則將A更新為B結束。如果發生變化，則什么都不做。

具體實現

例如樂觀鎖來實現庫存扣減的偽代碼如下：

// 查詢庫存記錄，獲取版本號
SELECT stockQty,version FROM sys_goods s WHERE s.Id='1'

//執行庫存扣減，防止出現超賣
update sys_stock　s set 
  s.stockQty=s.stockQty-#{number},
  s.version=version+1
  where s.goodId=1 and s.stockQty>0 and version=#{version};

Redis實現分布式鎖

關于Redis分布式鎖的實現，已經在前期的文章中進行了講解，大家可以參考如下文章

Spring Boot 實現Redis分布式鎖原理

Spring Boot 集成Redisson實現分布式鎖詳細案例

Zooker實現分布式鎖

Zookper實現分布式鎖，主要是應用zookeeper節點的臨時和有序性來實現。

加鎖過程

當客戶端1請求時，Zookeeper客戶端會創建一個持久節點Locks節點，如果客戶端1想獲取鎖,會在locks節點下創建臨時節點/node_000000，如果查找Locks下面所有臨時有序子節點，當自己為最小的節點是則獲取鎖成功。

當客戶端2嘗試獲取鎖時，也會查看locks下面的臨時節點，判斷自己的節點/node_000001是不是最小，如果不是最小則獲取鎖失敗，客戶端2會向它排序靠前的節點node_000000注冊watch事件，用來監聽node_000000是否存在，雖然搶鎖失敗，但是node_000001進入等待狀態。

釋放鎖的過程

Zookeeper的客戶端業務完成或者客戶端發生故障，都會刪除臨時節點并且釋放鎖。如果是任務完成，客戶端1還會顯式調用刪除node_000000的指令。

例如上述圖，客戶端1斷開，臨時節點node_000000已被刪除，而此時node_000001通過watcher監聽發現自己為為最小的臨時節點，所以獲取鎖成功。

異常場景分析

客戶端1創建臨時節點后，會與Zookeeper服務器維護一個Session，這個Session會依賴客戶端 定時心跳來維持連接。由于網路異常原因，Zookeeper長時間收不到客戶端1的心跳，就認為這個Session過期了，也會把這個臨時節點刪除，此時客戶端2創建臨時節點能夠獲取鎖成功。當客戶端網絡恢復正常后，它仍然認為持有鎖，此時就會造成鎖沖突。

具體實現

Zookeeper實現分布式鎖，可以采用Curator實現分布式鎖，關于SpringBoot如何集成Curator，大家可以參考如下文章：

Java Spring Boot 集成Zookeeper

Zookpeer實現分布式鎖實現庫存扣減

 @RequestMapping("/lockStock")
    public void lockStock()
    {
       zooKeeperUtil.lock("/Locks", 1000, TimeUnit.SECONDS, ()->{
           //業務邏輯
       });
    }

小結：

關于分布式鎖的實現的對比，詳情請查看下圖：

讀到這里，這篇“Redis常見分布鎖的原理和實現方法是什么”文章已經介紹完畢，想要掌握這篇文章的知識點還需要大家自己動手實踐使用過才能領會，如果想了解更多相關內容的文章，歡迎關注億速云行業資訊頻道。