Redis常見分布鎖的原理是什么和怎么實現

今天小編給大家分享一下Redis常見分布鎖的原理是什么和怎么實現的相關知識點，內容詳細，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來了解一下吧。

常見的分布式鎖的實現如下圖：

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：

以上就是“Redis常見分布鎖的原理是什么和怎么實現”這篇文章的所有內容，感謝各位的閱讀！相信大家閱讀完這篇文章都有很大的收獲，小編每天都會為大家更新不同的知識，如果還想學習更多的知識，請關注億速云行業資訊頻道。