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全新的分布式鎖,幾行程式碼搞定,簡單且強大

2024-03-30碼農

來源:my.oschina.net/donnie4w/blog/10114233

# 前言

分布式鎖是分布式系統中一個極為重要的工具。目前有多種分布式鎖的設計方案,比如借助 redis,mq,資料庫,zookeeper 等第三方服務系統來設計分布式鎖。tldb 提供的分布式鎖,主要是要簡化這個設計的過程,提供一個簡潔可靠,類似使用程式中物件鎖的方式來獲取分布式鎖。

tldb 提供分布式鎖使用方法:

  1. lock 阻塞式請求鎖

  2. trylock 嘗試加鎖,若鎖已被占用,則失敗返回,反之,則獲取該鎖

  3. unlock 釋放已經獲取的鎖

    tldb 提供的分布式鎖功能主要在 MQ 模組中實作,呼叫的方法在 MQ 客戶端實作,客戶端的實作實際非常簡單,除了目前已經實作的幾種語言 java,golang,python,javaScript 寫的 simpleClient,其實其他開發者有興趣也可以實作其他語言的 MQ 客戶端,完全沒有技術門檻。分布式鎖由 tldb 伺服器控制,所以它相對客戶端來說,也是跨語言的,如,用 java 客戶端上鎖的物件,其他語言同樣無法獲取該物件鎖。

# Lock (string,int) 方法的使用

tldb 提供的是以字串為鎖物件的獨占鎖, 如,lock ("abc",3) 必須提供兩個參數:

  1. 第一個參數為鎖物件,即伺服器對 「abc」 物件分配一個鎖,所有對 "abc" 物件請求加鎖的執行緒爭用一個獨占鎖,該方法為一個阻塞方法,請求到鎖則返回,如果鎖被其他執行緒占用,則一直阻塞直至獲取到鎖。

  2. 第二個參數為持有該分布式鎖的最長時間,單位為秒,例如 lock ("abc",3),意思是,如果超過 3 秒還沒有呼叫 unlock 釋放該鎖,伺服器將強制釋放該鎖,繼續將鎖分配給其他請求的執行緒。


UnLock (string) 方法的使用

  • UnLock 為釋放分布式鎖時呼叫的方法。客戶端在成功獲取分布式鎖後,伺服器會返回一個該鎖的 key,客戶端執行完邏輯程式碼的最後,必須顯式呼叫 UnLock (key) 來釋放該分布式鎖。如果沒有呼叫 unlock 釋放鎖,tldb 將等待鎖釋放的超時時間直至超時後強制釋放該鎖。


  • TryLock (string,int) 方法的使用

  • trylock 與 lock 相似,但是 lock 方法阻塞的,呼叫 lock 方法請求分布式鎖時,如果該鎖已經被占用,那麽 lock 方法將一直等待直至 tldb 伺服器將鎖分配給它,這與程式中獲取獨占鎖的方式一致。而 trylock 時非阻塞的,呼叫 trylock 後會立即返回,如果獲取到鎖,tldb 會將標識該鎖的 key 一並返回,如何該鎖已經被占用,伺服器將返回空數據。

  • 以下以 go 為例使用分布式鎖

    因為 tldb 分布式的實作是在 MQ 模組,所以 go 程式必須使用 tlmq-go, tldb 的 mq 客戶端進行呼叫鎖方法。

    import"github.com/donnie4w/tlmq-go/cli"

    呼叫 lock 的程式:lock 方法是阻塞的

    sc := cli.NewMqClient("ws://127.0.0.1:5001", "mymq=123")sc.Connect()//以上為 客戶端連線MQ伺服器key, err := sc.Lock("testlock", 3)//lock中兩個參數,第一個參數為字串,即tldb伺服器為「testlock」分配一個全域的分布式鎖//第二個參數3為客戶端持有該鎖的最長時間,表示超過3秒沒有釋放鎖時,tldb伺服器將在伺服端強制釋放該鎖,並分配給其他請求鎖的執行緒if err!=nil{//獲取鎖失敗,需檢視tldb能正常存取}else{defer sc.UnLock(key) //獲取鎖成功後,必須在程式最後呼叫Unlock//執行業務邏輯程式}

    呼叫 tryLock 的程式,trylock 是非阻塞的

    sc := cli.NewMqClient("ws://127.0.0.1:5001", "mymq=123")sc.Connect()if key, ok := sc.TryLock("testlock2", 3); ok {//ok為true,表示已經成功獲取到分布式鎖defer sc.UnLock(key) //在程式最後釋放鎖物件 ... }

    go 用自旋的方式使用 trylock 獲取分布式鎖,實作程式的阻塞等待

    sc := cli.NewMqClient("ws://127.0.0.1:5001", "mymq=123")sc.Connect()var key stringfor {if v, ok := sc.TryLock("testlock", 3); ok { key = vbreak } else { <-time.After(100* time.Millisecond) }}defer sc.UnLock(key)...//業務邏輯程式碼

    這段程式應該比較易於理解,就是每隔 100 毫秒,迴圈獲取字串 「testlock」 的分布式鎖直至成功。

    以下以 java 為例 java 客戶端為 tlmq-j : https://github.com/donnie4w /tlmq-j

    maven 配置

    <dependency><groupId>io.github.donnie4w</groupId><artifactId>tlmq-j</artifactId><version>0.0.2</version></dependency>

    呼叫 lock 方法

    MqClient mc = new SimpleClient("ws://127.0.0.1:5001", "mymq=123");mc.connect();//java連線伺服器String key = null;try{ key = mc.lock("testlock", 3); //獲取分布式 ... //執行業務邏輯程式}finally {if (key!=null){ mc.unLock(key); //釋放分布式鎖 }}

    呼叫 trylock 方法

    MqClient mc = new SimpleClient("ws://127.0.0.1:5001", "mymq=123");mc.connect();String key = null;try{ key = mc.tryLock("testlock", 3); //獲取分布式 ... //執行業務邏輯程式} finally {if (key!=null){ mc.unLock(key); //釋放分布式鎖 } }

    以下是 tldb 分布式鎖的功能測試數據: 多執行緒並行 呼叫 lock 獲取同一個物件鎖後,程式的執行數據:

    多執行緒並行使用自旋的方式呼叫 trylock 與 lock 獲取同一個物件鎖:

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