Mysql中分布式锁的具体实现
更新时间：2024年01月10日 09:20:02 作者：重庆穿山甲
分布式锁开发中经常使用,本文主要介绍了Mysql中分布式锁的具体实现，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
分布式锁的功能
- 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
- 锁具有重入的功能：即一个使用者可以多次获取某个锁
- 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
- 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：
sql复制代码t1：select获取记录R1
t2：对R1进行编辑
t3：update R1
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：
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;
}
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。
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
我们创建一个分布式锁表，如下
DROP DATABASE IF EXISTS javacodeabcd; CREATE DATABASE javacodeabcd; USE javacodeabcd; 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';
分布式锁工具类：
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;
@Slf4j
public 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/javacodeabcd?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();
}
}
}
}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
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;
@Slf4j
public 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();
}
}- test1方法测试了重入锁的效果。
- 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。
留给大家一个问题
上面分布式锁还需要考虑一个问题：比如A机会获取了key1的锁，并设置持有锁的超时时间为10秒，但是获取锁之后，执行了一段业务操作，业务操作耗时超过10秒了，此时机器B去获取锁时可以获取成功的，此时会导致A、B两个机器都获取锁成功了，都在执行业务操作，这种情况应该怎么处理？
到此这篇关于Mysql中分布式锁的具体实现的文章就介绍到这了,更多相关Mysql 分布式锁内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
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