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java框架中的分布式锁机制？

王林

发布： 2024-07-01 12:45:02

原创

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java 框架中提供了基于数据库和 zookeeper 两种分布式锁实现：基于数据库：利用自增特性和事务机制插入锁信息，成功插入表示获取锁成功，用于需要较高并发性的场景，但依赖数据库可用性。基于 zookeeper：利用临时节点和 watch 机制创建临时节点，用于需要较高可用性和高性能的场景，但对 zookeeper 依赖较高。

java框架中的分布式锁机制？

Java 框架中的分布式锁机制

分布式系统中，为了保证数据的一致性和并发访问的安全，需要实现分布式锁。Java 框架提供了多种分布式锁实现，本文将介绍两种常用的方案：基于数据库和基于 ZooKeeper。

基于数据库的分布式锁

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原理：

基于数据库的分布式锁利用数据库的自增特性和事务机制来实现。通过在数据库中创建一张表，记录锁信息（锁名、过期时间等）。当进程需要获取锁时，它会尝试插入一条记录，如果成功则表示获取锁成功，否则表示锁已被占用。

实现：

public static boolean acquireLock(String lockName) {
    try {
        // 获取数据库连接
        Connection conn = ...;
        // 开始事务
        conn.setAutoCommit(false);
        // 尝试插入锁信息
        PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement("INSERT INTO locks (lock_name, expire_time) VALUES (?, NOW() + INTERVAL 10 SECOND)");
        stmt.setString(1, lockName);
        if (stmt.executeUpdate() > 0) {
            // 获取锁成功
            return true;
        }
        // 获取锁失败
        return false;
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("Failed to acquire lock", e);
    } finally {
        // 回滚事务
        conn.rollback();
        // 关闭连接
        conn.close();
    }
}

public static void releaseLock(String lockName) {
    try {
        // 获取数据库连接
        Connection conn = ...;
        // 尝试删除锁信息
        PreparedStatement stmt = conn.prepareStatement("DELETE FROM locks WHERE lock_name = ?");
        stmt.setString(1, lockName);
        stmt.executeUpdate();
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("Failed to release lock", e);
    } finally {
        // 关闭连接
        conn.close();
    }
}

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基于 ZooKeeper 的分布式锁

原理：

基于 ZooKeeper 的分布式锁利用 ZooKeeper 的临时节点和 watch 机制来实现。当进程需要获取锁时，它会在 ZooKeeper 中创建带有临时节点。如果创建成功，则表示获取锁成功。其他进程可以通过 watch 临时节点来检测锁是否释放。

实现：

public static boolean acquireLock(String lockName) {
    try {
        // 获取 ZooKeeper 连接
        ZooKeeper zk = ...;
        // 创建临时节点
        zk.create("/locks/" + lockName, null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, NodeType.EPHEMERAL);
        return true;
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("Failed to acquire lock", e);
    }
}

public static void releaseLock(String lockName) {
    try {
        // 获取 ZooKeeper 连接
        ZooKeeper zk = ...;
        // 删除临时节点
        zk.delete("/locks/" + lockName, -1);
    } catch (Exception e) {
        throw new RuntimeException("Failed to release lock", e);
    }
}

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实战案例：

假设有一个名为 inventory 的表，记录商品库存信息。为了防止并发更新造成库存负数，可以利用分布式锁机制：

@Transactional
public boolean updateInventory(int productId, int delta) {
    try {
        // 尝试获取锁
        boolean locked = acquireLock("inventory_" + productId);
        if (!locked) {
            throw new OptimisticLockingException("Failed to update inventory due to concurrent access");
        }
        // 持久化更新 inventory 表
        // ...
        return true;
    } finally {
        // 释放锁
        releaseLock("inventory_" + productId);
    }
}

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