資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：分布式情況下這個就需要換成分布式鎖以保證數(shù)據一致性。三分布式鎖實現(xiàn)原理所需的依賴一個擁有強一致性的服務發(fā)現(xiàn)存儲倉庫。保證數(shù)據一致性一個具有高可用性的服務發(fā)現(xiàn)存儲倉庫。
一、基本概念
分布式鎖，是單機鎖的一種擴展，主要是為了鎖住分布式系統(tǒng)中不同機器代碼的物理塊或邏輯塊。以此保證不同機器之間的邏輯一致性。二、一個簡單的案例 對DB寫操作的雙檢鎖案例
偽代碼如下
if (可以插入一條數(shù)據) {
lock {
if (可以插入一條數(shù)據) {
// 插入一條數(shù)據
}
}
}
上面代碼中的lock如果是單機情況下的鎖的話，在一臺服務器多線程情況下是沒有問題的。但是如果是分布式的情況下，單機的鎖只能鎖住一臺服務器的物理代碼塊，是無法防住其他機器產生的臟數(shù)據的。
分布式情況下這個lock就需要換成分布式鎖以保證數(shù)據一致性。
三、分布式鎖實現(xiàn)原理 所需的依賴一個擁有強一致性的服務發(fā)現(xiàn)存儲倉庫。（保證數(shù)據一致性）
一個具有高可用性的服務發(fā)現(xiàn)存儲倉庫。（保證服務的穩(wěn)定性）
在這里我們使用etcd作為服務發(fā)現(xiàn)存儲倉庫。
具體實現(xiàn)原理 我們本次所使用的etcd的能力etcd節(jié)點的保持獨占能力。（同一時間只有一臺服務器可以擁有節(jié)點）
節(jié)點事件監(jiān)聽能力。（可以在節(jié)點被釋放／占有時通知觀察者-服務器）
節(jié)點主動釋放能力。（服務器可以主動釋放擁有節(jié)點）
節(jié)點超時自動釋放能力。（超時自動釋放節(jié)點）
在代碼中，需要準備以下幾個內容etcd長監(jiān)聽。（監(jiān)聽etcd節(jié)點，在節(jié)點變更時作出響應）
事件隊列。（存放爭奪etcd節(jié)點的方法）
爭奪鎖事件。
等待鎖超時事件。（沒畫在流程圖中，在爭奪鎖事件入隊列時注冊，持有鎖時注銷）
持有鎖超時事件。（沒畫在流程圖中，在持有鎖時注冊，在釋放鎖時注銷）
釋放鎖事件。
基本代碼流程圖
正常代碼流程圖（markdown畫的，有點丑）
st=>start: 項目啟動 watcher=>operation: 監(jiān)聽etcd ed=>end: 等待請求 st->watcher->ed
st=>start: 開始執(zhí)行l(wèi)ock ed=>end: 結束 watcher=>operation: 監(jiān)聽etcd hasEvent=>condition: 事件隊列為空 pushEvent=>operation: 爭奪鎖事件 入等待隊列 watcherEvent=>operation: etcd節(jié)點超時事件和釋放事件 popEvent=>operation: 爭奪鎖事件 出事件隊列 execute=>operation: 執(zhí)行被鎖住的代碼塊 fight=>condition: 爭奪鎖失敗 unlock=>operation: 釋放鎖 st->fight fight(no)->execute->unlock->ed fight(yes)->pushEvent->watcherEvent->popEvent->fight
事件細節(jié)偽代碼
準備一個清空所有相關事件的萬能方法
假設eventQueue是這種業(yè)務對應的事件隊列 假設fightEvent是該次執(zhí)行的爭奪鎖事件 假設clear為清除超時事件的方法 假設holdEvent為持有鎖超時事件 假設waitEvent為等待鎖超時事件 假設unLockEvent為釋放鎖事件 // 清空所有事件 - clearAll eventQueue.remove(fightEvent) clear(waitEvent) clear(holdEvent)
監(jiān)聽etcd的兩個事件
// 當etcd鎖超時事件或etcd主動釋放事件發(fā)生時 // 爭奪鎖事件 出事件隊列 fightEvent = eventQueue.pop // 執(zhí)行爭奪鎖事件 執(zhí)行 fightEvent
爭奪鎖事件
// 爭奪鎖事件
執(zhí)行 etcd爭奪鎖方法
if (搶到鎖了) {
// 清空所有事件
執(zhí)行 clearAll
// 設置持有鎖超時事件
設置 holdEvent
} else {
// 爭奪鎖事件如果是二次入隊列，建議到隊列頭，而不是到隊列尾
eventQueue.push(fightEvent)
}
等待鎖超時事件（用時間輪延時執(zhí)行）
// 清空所有事件 執(zhí)行 clearAll // 拋出異常 throw new Exception
持有鎖超時事件（用時間輪延時執(zhí)行）
// 執(zhí)行釋放鎖事件 執(zhí)行 unLockEvent
釋放鎖事件
// 釋放鎖事件 執(zhí)行 etcd釋放鎖方法 // 清空所有事件 執(zhí)行 clearAll
備注
以上代碼可以用有限狀態(tài)機設計模式來設計業(yè)務
圖解分布式服務器與etcd集群交互
項目啟動時初始化,服務器A、B、C是一個分布式系統(tǒng)（不考慮哪臺為master）
同時發(fā)來10個請求,此時經過算法分配假設變成了這樣
開始爭奪鎖時,10個線程同時向etcd爭奪鎖
假設請求2爭奪成功,那么第一次競爭完畢后除了請求2，其他請求都進入了各自的事件隊列等待etcd釋放鎖的通知
當請求2執(zhí)行完代碼塊后，向etcd發(fā)送釋放鎖請求
etcd收到釋放鎖請求，將節(jié)點刪除，觸發(fā)compareAndDelete事件（釋放鎖事件）
三臺服務器接收到釋放鎖的信息，各自讓事件隊列頭的請求向etcd發(fā)送爭奪鎖請求
鎖搶完后，重復4->6的行為
補充說明
etcd還有一個功能是控制時序，這樣的話就可以將每個請求搶鎖的行為控制到只剩一次，業(yè)務執(zhí)行的順序由etcd控制，不過我沒有試過，有興趣的同學可以試一試。
之前基于分布式鎖的原理還寫了一個分布式緩存鎖，是通過鎖緩存來防止緩存擊穿的，有空的時候補上。感謝各位同學看我的文章看到此處。
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