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实现分布式锁

news 2025/7/23 10:03:02

在黑马点评项目中，在实现分布式锁的时候提到了实现的几种方式，本文来简单了解一下。

一、MySQL、Redis、ZooKeeper 是不是都是“数据库”？

严格来说，三者的定位和功能差异很大，但广义上都可以视为“数据存储系统”，不过它们的核心设计目标和适用场景完全不同。我们可以从“数据模型”和“核心用途”两个维度区分：

类型	MySQL	Redis	ZooKeeper
核心定位	关系型数据库（OLTP，事务型存储）	内存键值数据库（缓存/分布式工具）	分布式协调系统（服务治理/元数据管理）
数据模型	结构化数据（表、行、列，SQL支持）	半结构化数据（键值对+丰富数据结构）	树形结构（ZNode节点，小文件存储）
存储方式	磁盘为主（内存缓存加速）	内存为主（磁盘持久化可选）	内存+磁盘（强一致性，少量写入）
典型用途	业务数据的持久化存储（如订单、用户）	缓存、会话、计数器、分布式锁等	服务注册发现、配置中心、分布式锁等

总结：MySQL是传统关系型数据库，Redis是高性能内存数据库，ZooKeeper是分布式协调工具（虽能存数据，但核心是解决分布式系统的一致性问题）。

二、三者都能实现分布式锁吗？MySQL的“排他锁”是什么？

是的，三者都能实现分布式锁，但实现方式和适用场景差异极大。我们逐个分析：

1. MySQL 实现分布式锁：基于表锁或行锁

MySQL的锁是数据库原生的排他锁（Exclusive Lock，X锁），通过SQL语句显式获取。
原理：利用数据库的行锁或表锁，在更新或查询时锁定资源，其他事务需等待锁释放后才能操作。
示例（行锁）：

-- 开启事务
BEGIN;
-- 尝试获取锁（通过FOR UPDATE锁定某一行）
SELECT * FROM distributed_lock WHERE lock_name = 'order_lock' FOR UPDATE;
-- 如果未获取到锁（无结果），则回滚并重试；若获取到锁，执行业务逻辑
UPDATE distributed_lock SET owner = 'current_server' WHERE lock_name = 'order_lock';
COMMIT;

特点：

依赖数据库的事务和锁机制，强一致性（ACID）。
性能较差（每次加锁需数据库交互，网络延迟高）。
锁超时需手动处理（如设置wait_timeout，否则锁可能永久占用）。

2. Redis 实现分布式锁：基于原子命令或RedLock

Redis的分布式锁是其经典功能，核心依赖SETNX（Set If Not Exists）命令的原子性。
原理：通过SET key value NX PX timeout命令原子性地设置锁（仅当key不存在时设置，并自动过期）。
示例（单实例）：

// Java中使用Redisson的RLock（底层即基于Redis的SETNX+过期时间）
RLock lock = redisson.getLock("order_lock");
boolean isLocked = lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS); // 等待10秒，锁自动30秒过期
if (isLocked) {try {// 执行业务逻辑} finally {lock.unlock();}
}

优化版本（RedLock）：为避免单实例Redis故障导致锁失效，Redis作者提出RedLock算法（通过多个独立Redis实例投票获取锁）。
特点：

性能高（内存操作，网络延迟低）。
需处理锁续期（Redisson的“看门狗”自动续期）。
弱一致性（依赖Redis持久化配置，极端情况下可能丢锁）。

3. ZooKeeper 实现分布式锁：基于临时顺序节点

ZooKeeper的分布式锁基于其树形节点结构和Watcher机制，核心是利用“临时顺序节点”的特性。
原理：

所有客户端在锁路径（如/lock）下创建临时顺序节点（如/lock/node-000001）。
客户端检查自己创建的节点是否是当前最小的节点：
- 若是，获取锁；
- 若否，监听前一个节点的删除事件（Watcher），等待前一个节点释放锁。
锁释放时（客户端主动删除节点或会话超时自动删除），触发后续节点的Watcher，唤醒下一个客户端获取锁。
特点：

强一致性（ZooKeeper保证分布式一致性）。
自动失效（客户端会话断开，临时节点自动删除，避免死锁）。
公平锁（按节点顺序分配锁）。

三、三者的核心区别总结

维度	MySQL	Redis	ZooKeeper
核心目标	持久化存储结构化业务数据	高性能内存存储+分布式工具	分布式系统协调（一致性、元数据管理）
数据存储	磁盘为主（事务优先）	内存为主（持久化可选）	内存+磁盘（强一致性，少量写入）
分布式锁特性	强一致但性能差，需手动处理超时	高性能但需处理续期，弱一致性	强一致、自动失效、公平锁
典型场景	订单、用户等核心业务数据存储	缓存、会话、计数器、异步队列	服务注册发现、配置中心、分布式锁