2024年软考架构师考试中，分布式锁的实现方式及其优缺点是一个不可忽视的重要考点。在分布式系统中，为了保证数据的一致性和避免重复执行，分布式锁起着至关重要的作用。本文将带您了解几种常见的分布式锁实现方式，并分析各自的优缺点。
首先，我们来探讨基于数据库的分布式锁实现。这种实现方式简单易懂，通过创建一张锁表，在需要加锁时，向表中插入一条记录，释放锁时删除记录。以下是一个基于MySQL的示例代码：
-- 创建锁表
CREATE TABLE `lock` (
`lock_key` VARCHAR(255) NOT NULL,
`lock_value` VARCHAR(255) NOT NULL,
PRIMARY KEY (`lock_key`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8;
-- 获取锁
INSERT INTO `lock` (lock_key, lock_value) VALUES ('lock_key', 'lock_value');
-- 释放锁
DELETE FROM `lock` WHERE lock_key = 'lock_key';
优点：实现简单，易于理解，不需要引入额外的中间件。
缺点：存在数据库单点问题，性能较低，不支持锁的自动续期和过期。
接下来，我们看看基于Redis的分布式锁实现。Redis分布式锁利用了Redis的原子操作，通过SETNX命令来实现锁的获取和释放。以下是一个基于Redis的示例代码：
public class RedisDistributedLock {
private Jedis jedis;
public RedisDistributedLock(Jedis jedis) {
this.jedis = jedis;
}
// 获取锁
public boolean tryLock(String lockKey, String requestId, int expireTime) {
String result = jedis.set(lockKey, requestId, "NX", "PX", expireTime);
return "OK".equals(result);
}
// 释放锁
public void unlock(String lockKey, String requestId) {
if (requestId.equals(jedis.get(lockKey))) {
jedis.del(lockKey);
}
}
}
优点：性能较高，支持锁的自动续期和过期，分布式环境下表现良好。
缺点：需要引入Redis中间件，实现相对复杂，存在网络延迟问题。
再来看看基于ZooKeeper的分布式锁实现。ZooKeeper通过创建临时有序节点来实现分布式锁，以下是一个基于ZooKeeper的示例代码：
public class ZooKeeperDistributedLock implements Watcher {
private ZooKeeper zk;
private String lockRootPath = "/locks";
private String lockPath;
private String currentPath;
public ZooKeeperDistributedLock(ZooKeeper zk) {
this.zk = zk;
}
// 获取锁
public void lock() throws Exception {
// 创建临时有序节点
currentPath = zk.create(lockRootPath + "/lock-", null, ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);
// 获取所有子节点
List<String> children = zk.getChildren(lockRootPath, false);
Collections.sort(children);
// 判断当前节点是否是最小的
if (currentPath.equals(lockRootPath + "/" + children.get(0))) {
System.out.println("获取锁成功");
return;
}
// 监听前一个节点
String prePath = lockRootPath + "/" + children.get(Collections.binarySearch(children, currentPath.substring(lockRootPath.length() + 1)) - 1);
zk.exists(prePath, true);
}
// 释放锁
public void unlock() throws Exception {
zk.delete(currentPath, -1);
zk.close();
}
@Override
public void process(WatchedEvent watchedEvent) {
if (watchedEvent.getType() == Event.EventType.NodeDeleted) {
try {
lock();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
优点：可靠性高，支持锁的自动续期和过期，适用于分布式环境。
缺点：需要引入ZooKeeper中间件，实现复杂，性能相对较低。
总结，分布式锁的实现方式多种多样，每种方式都有其优缺点。在实际应用中，我们需要根据业务场景和需求选择合适的分布式锁实现方式。希望通过本文的介绍，能让您对分布式锁的实现方式及其优缺点有更深入的了解，为2024年软考架构师考试做好准备。
