一般实现分布式锁都有哪些方式?使用redis如何设计分布式锁?使用zk来设计分布式锁可以吗?这两种分布式锁的实现方式哪种效率比较高?

2、面试官心里分析

其实一般问问题,都是这么问的,先问问你zk,然后其实是要过度的zk关联的一些问题里去,比如分布式锁。因为在分布式系统开发中,分布式锁的使用场景还是很常见的。

3、面试题剖析

1redis分布式锁

官方叫做RedLock算法,是redis官方支持的分布式锁算法。

这个分布式锁有3个重要的考量点,互斥(只能有一个客户端获取锁),不能死锁,容错(大部分redis节点或者这个锁就可以加可以释放)

第一个最普通的实现方式,如果就是在redis里创建一个key算加锁

SET my:lock 随机值 NX PX 30000,这个命令就ok,这个的NX的意思就是只有key不存在的时候才会设置成功,PX 30000的意思是30秒后锁自动释放。别人创建的时候如果发现已经有了就不能加锁了。

释放锁就是删除key,但是一般可以用lua脚本删除,判断value一样才删除:

关于redis如何执行lua脚本,自行百度

if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then

return redis.call("del",KEYS[1])

else

    return 0

end

为啥要用随机值呢?因为如果某个客户端获取到了锁,但是阻塞了很长时间才执行完,此时可能已经自动释放锁了,此时可能别的客户端已经获取到了这个锁,要是你这个时候直接删除key的话会有问题,所以得用随机值加上面的lua脚本来释放锁。

但是这样是肯定不行的。因为如果是普通的redis单实例,那就是单点故障。或者是redis普通主从,那redis主从异步复制,如果主节点挂了,key还没同步到从节点,此时从节点切换为主节点,别人就会拿到锁。

第二个问题,RedLock算法

这个场景是假设有一个redis cluster,有5redis master实例。然后执行如下步骤获取一把锁:

1)获取当前时间戳,单位是毫秒

2)跟上面类似,轮流尝试在每个master节点上创建锁,过期时间较短,一般就几十毫秒

3)尝试在大多数节点上建立一个锁,比如5个节点就要求是3个节点(n / 2 +1

4)客户端计算建立好锁的时间,如果建立锁的时间小于超时时间,就算建立成功了

5)要是锁建立失败了,那么就依次删除这个锁

6)只要别人建立了一把分布式锁,你就得不断轮询去尝试获取锁

2zk分布式锁

zk分布式锁,其实可以做的比较简单,就是某个节点尝试创建临时znode,此时创建成功了就获取了这个锁;这个时候别的客户端来创建锁会失败,只能注册个监听器监听这个锁。释放锁就是删除这个znode,一旦释放掉就会通知客户端,然后有一个等待着的客户端就可以再次重新枷锁。

/**

 * ZooKeeperSession

 * @author Administrator

 *

 */

public class ZooKeeperSession {

private static CountDownLatch connectedSemaphore = new CountDownLatch(1);

private ZooKeeper zookeeper;

private CountDownLatch latch;

public ZooKeeperSession() {

try {

this.zookeeper = new ZooKeeper(

"192.168.31.187:2181,192.168.31.19:2181,192.168.31.227:2181",

50000,

new ZooKeeperWatcher());

try {

connectedSemaphore.await();

} catch(InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

System.out.println("ZooKeeper session established......");

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

/**

 * 获取分布式锁

 * @param productId

 */

public Boolean acquireDistributedLock(Long productId) {

String path = "/product-lock-" + productId;

try {

zookeeper.create(path, "".getBytes(),

Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);

return true;

} catch (Exception e) {

while(true) {

try {

Stat stat = zk.exists(path, true); // 相当于是给node注册一个监听器,去看看这个监听器是否存在

if(stat != null) {

this.latch = new CountDownLatch(1);

this.latch.await(waitTime, TimeUnit.MILLISECONDS);

this.latch = null;

}

zookeeper.create(path, "".getBytes(),

Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);

return true;

} catch(Exception e) {

continue;

}

}

// 很不优雅,我呢就是给大家来演示这么一个思路

// 比较通用的,我们公司里我们自己封装的基于zookeeper的分布式锁,我们基于zookeeper的临时顺序节点去实现的,比较优雅的

}

return true;

}

/**

 * 释放掉一个分布式锁

 * @param productId

 */

public void releaseDistributedLock(Long productId) {

String path = "/product-lock-" + productId;

try {

zookeeper.delete(path, -1);

System.out.println("release the lock for product[);  

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

/**

 * 建立zk sessionwatcher

 * @author Administrator

 *

 */

private class ZooKeeperWatcher implements Watcher {

public void process(WatchedEvent event) {

System.out.println("Receive watched event: " + event.getState());

if(KeeperState.SyncConnected == event.getState()) {

connectedSemaphore.countDown();

}

if(this.latch != null) {  

this.latch.countDown();  

}

}

}

/**

 * 封装单例的静态内部类

 * @author Administrator

 *

 */

private static class Singleton {

private static ZooKeeperSession instance;

static {

instance = new ZooKeeperSession();

}

public static ZooKeeperSession getInstance() {

return instance;

}

}

/**

 * 获取单例

 * @return

 */

public static ZooKeeperSession getInstance() {

return Singleton.getInstance();

}

/**

 * 初始化单例的便捷方法

 */

public static void init() {

getInstance();

}

}

3redis分布式锁和zk分布式锁的对比

redis分布式锁,其实需要自己不断去尝试获取锁,比较消耗性能

zk分布式锁,获取不到锁,注册个监听器即可,不需要不断主动尝试获取锁,性能开销较小

另外一点就是,如果是redis获取锁的那个客户端bug了或者挂了,那么只能等待超时时间之后才能释放锁;而zk的话,因为创建的是临时znode,只要客户端挂了,znode就没了,此时就自动释放锁

redis分布式锁大家每发现好麻烦吗?遍历上锁,计算时间等等。。。zk的分布式锁语义清晰实现简单

所以先不分析太多的东西,就说这两点,我个人实践认为zk的分布式锁比redis的分布式锁牢靠、而且模型简单易用