分布式锁的功能
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分布式锁使用者位于不同的机器中，锁获取成功之后，才可以对共享资源进行操作
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锁具有重入的功能：即一个使用者可以多次获取某个锁
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获取锁有超时的功能：即在指定的时间内去尝试获取锁，超过了超时时间，如果还未获取成功，则返回获取失败
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能够自动容错，比如：A机器获取锁lock1之后，在释放锁lock1之前，A机器挂了，导致锁lock1未释放，结果会lock1一直被A机器占有着，遇到这种情况时，分布式锁要能够自动解决，可以这么做：持有锁的时候可以加个持有超时时间，超过了这个时间还未释放的，其他机器将有机会获取锁
预备技能：乐观锁
通常我们修改表中一条数据过程如下： http://ask.baikezh.com/haerbin/
t1：select获取记录R1 t2：对R1进行编辑 t3：update R1123
我们来看一下上面的过程存在的问题：
如果A、B两个线程同时执行到t1，他们俩看到的R1的数据一样，然后都对R1进行编辑，然后去执行t3，最终2个线程都会更新成功，后面一个线程会把前面一个线程update的结果给覆盖掉，这就是并发修改数据存在的问题。
我们可以在表中新增一个版本号，每次更新数据时候将版本号作为条件，并且每次更新时候版本号+1，过程优化一下，如下： http://ask.baikezh.com/henan/
t1：打开事务start transaction
t2：select获取记录R1,声明变量v=R1.version
t3：对R1进行编辑
t4：执行更新操作
update R1 set version = version + 1 where user_id=#user_id# and version = #v#;t5：t4中的update会返回影响的行数，我们将其记录在count中，然后根据count来判断提交还是回滚 if(count==1){
//提交事务
commit;
}else{
//回滚事务
rollback;
}12345678910111213
上面重点在于步骤t4，当多个线程同时执行到t1，他们看到的R1是一样的，但是当他们执行到t4的时候，数据库会对update的这行记录加锁，确保并发情况下排队执行，所以只有第一个的update会返回1，其他的update结果会返回0，然后后面会判断count是否为1，进而对事务进行提交或者回滚。可以通过count的值知道修改数据是否成功了。 http://dxb.myzx.cn/yunnan/
上面这种方式就乐观锁。我们可以通过乐观锁的方式确保数据并发修改过程中的正确性。
使用mysql实现分布式锁
建表 http://dxb.myzx.cn/cure/
我们创建一个分布式锁表，如下 http://ask.baikezh.com/nanchang/
DROP DATABASE IF EXISTS javacode2018;CREATE DATABASE javacode2018;USE javacode2018;DROP TABLE IF EXISTS t_lock;create table t_lock( lock_key varchar(32) PRIMARY KEY NOT NULL COMMENT '锁唯一标志', request_id varchar(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '用来标识请求对象的', lock_count INT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '当前上锁次数', timeout BIGINT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '锁超时时间', version INT NOT NULL DEFAULT 0 COMMENT '版本号，每次更新+1')COMMENT '锁信息表';1234567891011
分布式锁工具类： http://dxb.myzx.cn/primary/
package com.itsoku.sql;import lombok.Builder;import lombok.Getter;import lombok.Setter;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.junit.Test;import java.sql.*;import java.util.Objects;import java.util.UUID;import java.util.concurrent.TimeUnit;/**
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*/@Slf4jpublic class LockUtils { //将requestid保存在该变量中
static ThreadLocal<String> requestIdTL = new ThreadLocal<>();
/**
* 获取当前线程requestid
*
* @return
*/
public static String getRequestId() {
String requestId = requestIdTL.get();
if (requestId == null || "".equals(requestId)) {
requestId = UUID.randomUUID().toString();
requestIdTL.set(requestId);
}
log.info("requestId:{}", requestId);
return requestId;
} /**
* 获取锁
*
* @param lock_key 锁key
* @param locktimeout(毫秒) 持有锁的有效时间，防止死锁
* @param gettimeout(毫秒) 获取锁的超时时间，这个时间内获取不到将重试
* @return
*/
public static boolean lock(String lock_key, long locktimeout, int gettimeout) throws Exception {
log.info("start");
boolean lockResult = false;
String request_id = getRequestId();
long starttime = System.currentTimeMillis();
while (true) {
LockModel lockModel = LockUtils.get(lock_key);
if (Objects.isNull(lockModel)) { //插入一条记录,重新尝试获取锁
LockUtils.insert(LockModel.builder().lock_key(lock_key).request_id("").lock_count(0).timeout(0L).version(0).build());
} else {
String reqid = lockModel.getRequest_id();
//如果reqid为空字符，表示锁未被占用
if ("".equals(reqid)) {
lockModel.setRequest_id(request_id);
lockModel.setLock_count(1);
lockModel.setTimeout(System.currentTimeMillis() + locktimeout);
if (LockUtils.update(lockModel) == 1) {
lockResult = true;
break;
}
} else if (request_id.equals(reqid)) { //如果request_id和表中request_id一样表示锁被当前线程持有者，此时需要加重入锁
lockModel.setTimeout(System.currentTimeMillis() + locktimeout);
lockModel.setLock_count(lockModel.getLock_count() + 1);
if (LockUtils.update(lockModel) == 1) {
lockResult = true;
break;
}
} else { //锁不是自己的，并且已经超时了，则重置锁，继续重试
if (lockModel.getTimeout() < System.currentTimeMillis()) {
LockUtils.resetLock(lockModel);
} else { //如果未超时，休眠100毫秒，继续重试
if (starttime + gettimeout > System.currentTimeMillis()) {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
} else { break;
}
}
}
}
}
log.info("end");
return lockResult;
} /**
* 释放锁
*
* @param lock_key
* @throws Exception
*/
public static void unlock(String lock_key) throws Exception { //获取当前线程requestId
String requestId = getRequestId();
LockModel lockModel = LockUtils.get(lock_key);
//当前线程requestId和库中request_id一致 && lock_count>0，表示可以释放锁
if (Objects.nonNull(lockModel) && requestId.equals(lockModel.getRequest_id()) && lockModel.getLock_count() > 0) { if (lockModel.getLock_count() == 1) { //重置锁
resetLock(lockModel);
} else {
lockModel.setLock_count(lockModel.getLock_count() - 1);
LockUtils.update(lockModel);
}
}
} /**
* 重置锁
*
* @param lockModel
* @return
* @throws Exception
*/
public static int resetLock(LockModel lockModel) throws Exception {
lockModel.setRequest_id("");
lockModel.setLock_count(0);
lockModel.setTimeout(0L);
return LockUtils.update(lockModel);
} /**
* 更新lockModel信息，内部采用乐观锁来更新
*
* @param lockModel
* @return
* @throws Exception
*/
public static int update(LockModel lockModel) throws Exception { return exec(conn -> {
String sql = "UPDATE t_lock SET request_id = ?,lock_count = ?,timeout = ?,version = version + 1 WHERE lock_key = ? AND version = ?";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
int colIndex = 1;
ps.setString(colIndex++, lockModel.getRequest_id());
ps.setInt(colIndex++, lockModel.getLock_count());
ps.setLong(colIndex++, lockModel.getTimeout());
ps.setString(colIndex++, lockModel.getLock_key());
ps.setInt(colIndex++, lockModel.getVersion());
return ps.executeUpdate();
});
} public static LockModel get(String lock_key) throws Exception { return exec(conn -> {
String sql = "select * from t_lock t WHERE t.lock_key=?";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
int colIndex = 1;
ps.setString(colIndex++, lock_key);
ResultSet rs = ps.executeQuery();
if (rs.next()) { return LockModel.builder().
lock_key(lock_key).
request_id(rs.getString("request_id")).
lock_count(rs.getInt("lock_count")).
timeout(rs.getLong("timeout")).
version(rs.getInt("version")).build();
} return null;
});
} public static int insert(LockModel lockModel) throws Exception { return exec(conn -> {
String sql = "insert into t_lock (lock_key, request_id, lock_count, timeout, version) VALUES (?,?,?,?,?)";
PreparedStatement ps = conn.prepareStatement(sql);
int colIndex = 1;
ps.setString(colIndex++, lockModel.getLock_key());
ps.setString(colIndex++, lockModel.getRequest_id());
ps.setInt(colIndex++, lockModel.getLock_count());
ps.setLong(colIndex++, lockModel.getTimeout());
ps.setInt(colIndex++, lockModel.getVersion());
return ps.executeUpdate();
});
} public static <T> T exec(SqlExec<T> sqlExec) throws Exception {
Connection conn = getConn();
try { return sqlExec.exec(conn);
} finally {
closeConn(conn);
}
} @FunctionalInterface
public interface SqlExec<T> {
T exec(Connection conn) throws Exception;
} @Getter
@Setter
@Builder
public static class LockModel {
private String lock_key;
private String request_id;
private Integer lock_count;
private Long timeout;
private Integer version;
}
private static final String url = "jdbc:mysql://localhost:3306/javacode2018?useSSL=false"; //数据库地址
private static final String username = "root"; //数据库用户名
private static final String password = "root123"; //数据库密码
private static final String driver = "com.mysql.jdbc.Driver"; //mysql驱动
/**
* 连接数据库
*
* @return
*/
public static Connection getConn() {
Connection conn = null;
try {
Class.forName(driver); //加载数据库驱动
try {
conn = DriverManager.getConnection(url, username, password); //连接数据库
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
} catch (ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} return conn;
} /**
* 关闭数据库链接
*
* @return
*/
public static void closeConn(Connection conn) { if (conn != null) {
try {
conn.close(); //关闭数据库链接
} catch (SQLException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132133134135136137138139140141142143144145146147148149150151152153154155156157158159160161162163164165166167168169170171172173174175176177178179180181182183184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217218219220221222223224225226227228229230231232233234235236237238239240241242243244245246247248249250
上面代码中实现了文章开头列的分布式锁的所有功能，大家可以认真研究下获取锁的方法：lock，释放锁的方法：unlock。
测试用例 http://ask.baikezh.com/chongqing/
package com.itsoku.sql;import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.junit.Test;import static com.itsoku.sql.LockUtils.lock;import static com.itsoku.sql.LockUtils.unlock;@Slf4jpublic class LockUtilsTest { //测试重复获取和重复释放
@Test
public void test1() throws Exception {
String lock_key = "key1";
for (int i = 0; i < 10; i++) { lock(lock_key, 10000L, 1000);
} for (int i = 0; i < 9; i++) { unlock(lock_key);
}
} //获取之后不释放，超时之后被thread1获取
@Test
public void test2() throws Exception {
String lock_key = "key2";
lock(lock_key, 5000L, 1000);
Thread thread1 = new Thread(() -> {
try {
try { lock(lock_key, 5000L, 7000);
} finally { unlock(lock_key);
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
});
thread1.setName("thread1");
thread1.start();
thread1.join();
}
}1234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344
test1方法测试了重入锁的效果。 http://zzdxb.baikezh.com/shangqiu/
test2测试了主线程获取锁之后一直未释放，持有锁超时之后被thread1获取到了。
