"第九讲:分布式锁的原理及应用&秒杀设计实现.pdf"
分布式锁是一种在分布式系统中实现资源互斥访问的机制,它主要应用于多服务共享锁的场景,确保在分布式部署环境下,多个客户端能够有序、安全地访问同一共享资源。分布式锁有以下几个关键知识点:
1. **单机锁与分布式锁的区别**
- 单机锁,如Java中的`synchronized`和`Lock`,主要用于解决单个进程内的多线程并发问题,确保对共享变量的同步操作,保证操作的线性执行。
- 分布式锁则用于解决跨进程的并发控制,特别是在集群环境中,多个相同服务可能部署在不同的机器上。它旨在防止多进程同时操作同一资源,确保资源访问的串行化。
2. **分布式锁的基本概念**
- **多任务环境需求**:在多任务环境中,如果多个任务需要对同一共享资源进行写操作,就需要用到分布式锁来保证互斥访问。
- **状态与操作**:任务通过竞争获取锁(①竞争锁),获得锁的任务可以对资源进行更新(②占有锁),其他任务在此期间被阻塞(③任务阻塞),直到更新完成并释放锁(④释放锁)。
- **特点**:
- 排他性:同一时间只有一个客户端能持有锁。
- 避免死锁:锁有超时机制,确保一定时间内会被释放,无论是正常完成还是异常结束。
- 高可用:获取和释放锁的机制必须具有高可用性和高性能。
3. **分布式锁的应用场景**
- **防止重复操作**:例如,防止APP连续点击导致的重复请求,如表单重复提交、重复刷单等。
- **库存管理**:在用户下单时防止超卖,确保库存的准确扣减。
- **秒杀、抢购**:在短时间内处理大量并发请求,保证每个用户只能成功购买一次。
- **其他业务**:退款、订单处理等,确保操作的唯一性和一致性。
4. **分布式锁与事务的区别**
- **锁**:主要用于解决多线程并发问题,保证共享变量的同步操作。
- **分布式锁**:解决多进程间的并发问题,防止不同机器上的进程同时操作同一资源。
- **事务**:在数据库层面,确保在一个会话中的所有操作要么全部成功,要么全部回滚,保持数据一致性。适用于服务层的操作。
- **分布式事务**:处理跨服务、跨数据库的联动操作,确保整个操作链路的一致性,如商品买卖过程中的库存减少和购物车增加等。
5. **分布式锁的实现方式**
- 可基于ZooKeeper、Redis、MySQL等工具实现,利用它们提供的原子操作来保证锁的正确性。
- 实现策略包括:基于版本号的乐观锁、基于CAS的无锁算法、基于锁的悲观锁等。
理解分布式锁的原理和应用场景对于构建高并发、高可用的分布式系统至关重要,它能有效防止并发问题,保证业务逻辑的正确执行。在设计系统时,合理使用分布式锁能够显著提高系统的稳定性和性能。