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分布式鎖通常有很多選擇,基于 redis 的,基于 Zookeeper 的,基于數據庫等等方案。

Redis 用于緩存數據,在項目中都有使用,所以使用 Redis 來做分布式鎖的會稍微多些。

如果用 Redis 來做鎖,可以直接用開源的方案,比如redisson。

最常見的使用方式如下所示:

RLock lock = redisson.getLock("anyLock");
lock.lock();
run();lock.unlock();

獲取鎖對象,調用 lock()加鎖,執行業務邏輯,調用 unlock()釋放鎖。

盡管框架提供的使用方式已經很簡潔了,但是我們還是有必要對鎖做一層包裝。做包裝的目的是為了提高擴展性和易用性。

抽象接口

如果說我們直接使用 redisson 的原生 API 做加鎖,那么很多地方都會出現 RLock 相關的代碼,突然有一天,由于某些原因,需要將鎖進行替換,這個時候改動的范圍就比較大了。每個使用了 RLock 的地方都得改。

如下圖:很多 Service 都用到了 RLock.lock()方法,當我們需要替換鎖的時候,所有涉及到的類和方法都得修改,改動的點如紅色部分所示。

如何將分布式鎖封裝的更優雅

 

所以我們需要做一層抽象,可以定義一個 DistributedLock 接口來提供鎖相關的能力,提供多種實現,這樣方便替換和擴展。

如下圖:每個 Service 中都是用的 DistributedLock 接口來加鎖,當我們需要替換鎖的實現時,使用的地方不需要改動,只需要替換 DistributedLock 的實現即可。

如何將分布式鎖封裝的更優雅

 

自動釋放

自動釋放指的是對于加鎖之后,業務邏輯執行完畢需要自動關閉鎖。按照前面 Redisson 的方式我們需要手動調用 unlock()來釋放持有的鎖。

當然 Redisson 也提供了超時釋放的功能,正常情況下肯定是業務執行完畢就要釋放鎖了,同一個鎖的下個請求才能繼續接著處理。

手動釋放資源最容易出現的問題就是忘記釋放,所以在 JDK7 中引入了 try-with-resources 來自動釋放資源,相信大家都很熟悉。

所以我們在封裝的時候,盡量不要讓使用者去手動釋放,減少出錯的概率。對于有結果的我們可以使用 Supplier 來傳遞你的邏輯,對于沒有返回結果的可以用 Runnable 來傳遞你的邏輯。

/**
 * 加鎖
 * @param key 鎖Key
 * @param waitTime 嘗試加鎖,等待時間 (ms)
 * @param leaseTime 上鎖后的失效時間 (ms)
 * @param success 鎖成功執行的邏輯
 * @param fail 鎖失敗執行的邏輯
 * @return
 */
<T> T lock(String key, int waitTime, int leaseTime, Supplier<T> success, Supplier<T> fail);

使用:

String result = distributedLock.lock("1001", 1000, () -> {
    System.out.println("進來了。。。。");
    try {
        Thread.sleep(1000);
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();    }    return "success";
}, () -> {
    System.out.println("加鎖失敗。。。。");
    return "fail";
});

容災處理

另一個需要注意的問題就是鎖的可用性,萬一對應的 Redis 出問題了,這個時候去加鎖肯定會失敗,如果不做任何處理,就會影響正常的業務操作,導致業務不可用。

我們除了實現 Redis 的鎖之外,還可以實現其他的鎖,比如數據庫鎖。當 Redis 鎖不可用的時候降級為數據庫鎖,雖然性能有所影響,但是不會影響業務。

如何將分布式鎖封裝的更優雅

 

如果數據庫鎖也不可用了(題外話:所有都不可用可能性非常小),那還是讓業務操作失敗比較好。因為我們用加鎖的場景,肯定是為了防止并發場景帶來的問題,如果當鎖不可用時,你將異常消費了,讓業務操作繼續下去,就有可能出現沒有加鎖的業務問題。

當然監控也非常需要,Redis, 數據庫等監控。在出故障的時候,及時有人員介入。

監控體系

Redis, 數據庫,Zookeeper 這些承載分布式實現的中間件的監控肯定是必須要有的。另一個監控就是更細粒度的對應鎖這個動作的監控。

比如加鎖的時間,釋放鎖的時間,在鎖里面執行業務的時間,鎖的并發量,執行次數,加鎖失敗的次數。

這些數據指標都非常重要,能夠幫助你及時發現問題。比如 10 秒內幾百次加鎖失敗,都降級成了數據庫鎖,這個時候你收到了警報,一看就知道 Redis 出問題了,及時解決。

監控方式就隨便了,每個公司都不一樣,你可以暴露數據給 Prometheus 抓取,也可以集成 Cat 做好埋點,只要能監控,能告警就可以了。

關于作者:尹吉歡,簡單的技術愛好者,《Spring Cloud 微服務-全棧技術與案例解析》, 《Spring Cloud 微服務 入門 實戰與進階》作者, 公眾號猿天地發起人。

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