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【6.1.3 漫画分布式锁】

java 2025/7/13 10:21:29

漫画分布式锁

“分布式系统中，锁不再是线程间的约定，而是服务间的契约。”

🎭 人物介绍

分布式大师：精通分布式系统架构的技术专家
Java小子：对分布式锁充满好奇的开发者
Redis老兄：缓存数据库的化身，擅长高性能存储
ZK智者：ZooKeeper的化身，专注一致性保证
数据库老爷：传统数据库的代表，稳重可靠

本节导言

Java小子：（困惑地）在单机环境下，我们可以用synchronized或ReentrantLock来保证线程安全，但在分布式环境下该怎么办呢？

分布式大师：（微笑）这就是分布式锁要解决的问题！在分布式系统中，不同服务器上的进程需要协调访问共享资源，传统的JVM内锁就无能为力了。

Redis老兄：（跳出来）我可以帮忙！用我的原子操作，可以实现高性能的分布式锁！

ZK智者：（沉稳地）稳重起见，我的强一致性保证更适合关键业务场景。

数据库老爷：（慢条斯理）别忘了我，数据库锁虽然性能一般，但胜在简单可靠。

1. 分布式锁基础概念

1.1 什么是分布式锁

分布式大师：分布式锁是在分布式环境下，控制分布式系统不同进程共同访问共享资源的一种锁实现。

1.2 分布式锁的特性要求

分布式大师：一个好的分布式锁应该具备以下特性：

互斥性：同一时刻只有一个客户端能获取锁
防死锁：即使持有锁的客户端崩溃，锁最终也能被释放
容错性：只要大部分节点正常，客户端就能获取和释放锁
一致性：加锁和解锁必须是同一个客户端

2. Redis分布式锁实现

2.1 基础实现

Redis老兄：我的SET命令支持原子性操作，是实现分布式锁的利器！

@Component
public class RedisDistributedLock {@Autowiredprivate StringRedisTemplate redisTemplate;private static final String LOCK_PREFIX = "distributed_lock:";private static final String UNLOCK_SCRIPT = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +"return redis.call('del', KEYS[1]) " +"else return 0 end";public boolean tryLock(String key, String value, long expireTime) {String lockKey = LOCK_PREFIX + key;Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, value, Duration.ofSeconds(expireTime));return Boolean.TRUE.equals(result);}public boolean unlock(String key, String value) {String lockKey = LOCK_PREFIX + key;DefaultRedisScript<Long> script = new DefaultRedisScript<>();script.setScriptText(UNLOCK_SCRIPT);script.setResultType(Long.class);Long result = redisTemplate.execute(script, Collections.singletonList(lockKey), value);return Long.valueOf(1).equals(result);}
}

2.2 Redisson实现

@Service
public class RedissonLockService {@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;public void simpleLock() {RLock lock = redissonClient.getLock("myLock");try {boolean acquired = lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS);if (acquired) {System.out.println("获取锁成功，执行业务逻辑");Thread.sleep(5000);}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();} finally {if (lock.isHeldByCurrentThread()) {lock.unlock();}}}
}

3. ZooKeeper分布式锁实现

3.1 Curator框架实现

ZK智者：Apache Curator提供了更简单的API！

@Service
public class CuratorLockService {private CuratorFramework client;@PostConstructpublic void init() {client = CuratorFrameworkFactory.newClient("localhost:2181",new ExponentialBackoffRetry(1000, 3));client.start();}public void mutexLock() throws Exception {InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, "/locks/mutex");try {if (lock.acquire(10, TimeUnit.SECONDS)) {System.out.println("获取锁成功");Thread.sleep(5000);}} finally {lock.release();}}
}

4. 数据库分布式锁实现

数据库老爷：虽然性能不如Redis和ZooKeeper，但我的ACID特性保证了绝对的可靠性！

CREATE TABLE distributed_lock (id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,lock_name VARCHAR(100) NOT NULL,lock_value VARCHAR(100) NOT NULL,expire_time TIMESTAMP NOT NULL,UNIQUE KEY uk_lock_name (lock_name)
);

@Repository
public class DatabaseDistributedLock {@Autowiredprivate JdbcTemplate jdbcTemplate;public boolean tryLock(String lockName, String lockValue, long expireSeconds) {String sql = "INSERT INTO distributed_lock (lock_name, lock_value, expire_time) " +"VALUES (?, ?, DATE_ADD(NOW(), INTERVAL ? SECOND))";try {int result = jdbcTemplate.update(sql, lockName, lockValue, expireSeconds);return result > 0;} catch (DuplicateKeyException e) {return false;}}public boolean unlock(String lockName, String lockValue) {String sql = "DELETE FROM distributed_lock WHERE lock_name = ? AND lock_value = ?";int result = jdbcTemplate.update(sql, lockName, lockValue);return result > 0;}
}

5. 分布式锁对比分析

方案	性能	可靠性	复杂度	适用场景
Redis	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐	⭐⭐	高并发场景
ZooKeeper	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	强一致性要求
数据库	⭐⭐	⭐⭐⭐⭐	⭐	简单业务场景

6. 实战案例：秒杀系统

@Service
public class SeckillService {@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;public SeckillResult seckill(Long productId, Long userId) {String lockKey = "seckill:lock:" + productId;RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);try {boolean acquired = lock.tryLock(3, 10, TimeUnit.SECONDS);if (!acquired) {return SeckillResult.fail("系统繁忙，请稍后重试");}// 检查库存if (!hasStock(productId)) {return SeckillResult.fail("商品已售罄");}// 扣减库存decreaseStock(productId);// 创建订单SeckillOrder order = createOrder(productId, userId);return SeckillResult.success("秒杀成功", order);} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();return SeckillResult.fail("系统异常");} finally {if (lock.isHeldByCurrentThread()) {lock.unlock();}}}
}