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事務管理 vs. 鎖控制:你真的分得清嗎?

來源: 責編: 時間:2023-11-28 09:33:12 263觀看
導讀分布式鎖和事務是分布式系統中兩個重要的概念,它們都用于解決分布式環境下的數據一致性問題。一、概念分布式鎖分布式鎖是一種用于在分布式環境中控制對共享資源訪問的鎖。分布式鎖可以防止多個進程或線程同時訪問共享

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分布式鎖和事務是分布式系統中兩個重要的概念,它們都用于解決分布式環境下的數據一致性問題。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

一、概念

分布式鎖

分布式鎖是一種用于在分布式環境中控制對共享資源訪問的鎖。分布式鎖可以防止多個進程或線程同時訪問共享資源,從而避免數據沖突和資源競爭。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

事務

事務是指一組操作要么全部執行,要么全部不執行,以保證數據的一致性。事務通常用于處理多個數據源之間的操作,例如對于跨多個數據庫的事務操作,需要保證在執行過程中的原子性、一致性和持久性。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

區別wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

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分布式鎖wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

事務wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

作用wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

控制對共享資源的訪問wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

保證數據的一致性wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

范圍wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

單個資源wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

多個資源wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

粒度wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

細粒度wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

粗粒度wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

實現wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

基于數據庫、基于消息隊列、基于共享內存等wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

基于 ACID 原理wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

優缺點wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

優點:簡單易用、性能高;缺點:無法保證數據一致性wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

優點:保證數據一致性;缺點:實現復雜、性能低wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

使用場景wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

搶購、秒殺、數據同步等wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

銀行轉賬、訂單支付等wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

本質區別wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

分布式鎖是針對資源訪問的wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

事務是針對數據一致性的wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

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二、使用場景

分布式鎖

分布式鎖通常用于以下場景:wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 搶購、秒殺:在搶購、秒殺等場景中,需要防止多個用戶同時下單,從而保證公平性。
  • 數據同步:在數據同步場景中,需要防止多個服務器同時更新數據,從而保證數據的一致性。
  • 資源訪問控制:在資源訪問控制場景中,需要防止多個用戶同時訪問共享資源,從而保證資源的安全性。

事務

事務通常用于以下場景:wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 銀行轉賬:在銀行轉賬場景中,需要保證轉賬金額的正確性,從而避免資金損失。
  • 訂單支付:在訂單支付場景中,需要保證訂單的狀態正確,從而避免訂單丟失。
  • 數據庫操作:在數據庫操作場景中,需要保證數據的完整性和一致性。

三、本質區別

分布式鎖可以防止多個進程或線程同時訪問共享資源,從而避免數據沖突和資源競爭。事務可以保證數據在操作過程中的一致性,即使在發生異常的情況下,也不會導致數據不一致。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

在實際應用中,可以根據具體的需求選擇合適的方案。如果需要保證數據的一致性,可以使用事務。如果只需要防止資源競爭,可以使用分布式鎖。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

四、鎖與事務實現

1、鎖方案

分布式鎖的實現方法有很多,常見的有以下幾種:wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • 數據庫鎖:使用數據庫中的行鎖或表鎖來實現分布式鎖。
  • 文件鎖:使用文件來實現分布式鎖。
  • Zookeeper鎖:使用Zookeeper來實現分布式鎖。
  • Redis鎖:使用Redis來實現分布式鎖。
  • 消息隊列鎖:使用消息隊列來實現分布式鎖。

Redisson 是一個基于 Redis 的 Java 分布式框架。Redisson 提供了豐富的功能,包括分布式鎖、分布式集合、分布式隊列等。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

以下是使用 Redisson 實現分布式鎖的示例:wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

@Autowired    private RedissonClient redissonClient;    public String lock() {        // 獲取鎖        RLock lock = redissonClient.getLock("lock");        boolean acquired = lock.tryLock(10,-1,TimeUnit.SECONDS);        if (acquired) {            // 獲取鎖成功,執行業務邏輯            return "獲取鎖成功,執行業務邏輯...";        } else {            // 獲取鎖失敗,重試            return "獲取鎖失敗,重試...";        }    }    public String unlock() {        // 釋放鎖        RLock lock = redissonClient.getLock("lock");        lock.unlock();        return "釋放鎖成功...";    }

另外,redisson支持鎖續期。即在鎖鍵值過期后任務還沒執行完成,此時需要把鎖鍵值的時間自動延長。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

Redisson提供了的續期機制,只要客戶端加鎖成功,就會啟動一個Watch Dog??梢钥吹皆创a的實現leaseTime不設置為-1時開啟監聽。如果任務沒完成就調用scheduleExpirationRenewal續期方法。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

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tryLock() 方法用于嘗試獲取分布式鎖,該方法有三個參數:wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

  • key:鎖的鍵值。
  • waitTime:等待獲取鎖的時間,單位為毫秒。
  • leaseTime:鎖的過期時間,單位為毫秒。

waitTime 參數表示客戶端最多等待多長時間來獲取鎖。如果在 waitTime 時間內沒有獲取到鎖,則會返回 false。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

leaseTime 參數表示鎖的過期時間。如果鎖在 leaseTime 時間內沒有被釋放,則會自動釋放。如果 leaseTime 設置為 -1,則表示鎖的過期時間由 renew() 方法來控制。這樣,在業務邏輯執行過程中,可以定期調用 lock.renew() 方法來續期鎖的過期時間。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

tryLock() 方法的返回值是一個 Boolean 值,表示是否成功獲取到鎖。如果成功獲取到鎖,則返回 true。否則,返回 false。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

2、事務方案

以下是一些常見的分布式事務解決方案:wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

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兩階段提交(2PC)

2PC是一種經典的分布式事務解決方案,它將分布式事務分為兩個階段:準備階段和提交階段。在準備階段,協調者向所有參與者發送預提交請求;如果所有參與者都同意預提交,則進入提交階段;否則,所有參與者都將回滾事務。2PC的優點是可以保證原子性、一致性和隔離性,但是實現復雜度較高。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

三階段提交(3PC)

3PC是在2PC的基礎上發展而來的一種改進方案,它引入了超時機制和預提交響應等新特性。在3PC中,協調者會向所有參與者發送預提交請求,并等待參與者的響應。如果所有參與者都同意預提交,則進入預提交階段;否則,進入回滾階段。在正式提交階段,如果所有參與者都同意提交事務,則進入正式提交階段;否則,所有參與者都將回滾事務。3PC的優點是可以更好地處理節點故障等問題,但是實現復雜度仍然較高。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

TCC(Try-Confirm-Cancel)

TCC是一種基于補償機制的分布式事務解決方案。它將分布式事務分為三個階段:嘗試階段、確認階段和取消階段。在嘗試階段,參與者嘗試預留所需的資源,并執行一些檢查和準備工作,以確保執行事務操作的前提條件滿足;在確認階段,如果所有參與者都滿足,則所有參與者執行之前在Try階段所預留的操作,并提交實際的數據持久化。在取消階段,如果有任何一個參與者執行失敗,則執行回滾操作,將系統狀態恢復到事務開始之前的狀態。TCC的優點是可以避免阻塞情況的發生,但是實現復雜度較高。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

Saga模式

Saga模式是一種基于事件驅動的分布式事務解決方案。它將分布式事務看作一系列的事件序列,每個事件都有一個唯一的ID和一個時間戳。在每個事件發生時,參與者會根據事件的內容執行相應的本地事務。如果某個參與者執行失敗,則會記錄該事件的狀態為“已失敗”,并等待其他參與者的響應。當所有的事件都被處理完畢后,再執行最終的本地事務。Saga模式的優點是可以支持復雜的業務邏輯和異常情況處理,但是實現復雜度較高。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

消息隊列

消息隊列可以用于異步地處理多個任務,并且可以保證任務的順序執行。在分布式系統中使用消息隊列來處理事務時,可以將事務拆分成多個小任務,并將這些任務發布到消息隊列中進行異步處理。當所有任務都完成后,再執行最終的本地事務。這種方式可以避免阻塞情況的發生,并且可以提高系統的可擴展性和容錯能力。能保證事務的最終一致性。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

最大努力通知(Best Effort Delivery)

這種解決方案通過異步通信和消息重試來實現事務的最終一致性。事務操作被封裝為消息發送到目標系統,如果消息傳遞失敗,系統會進行重試。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

分布式事務中間件

Seata是一款阿里巴巴開源的分布式事務中間件,它提供了AT、TCC、SAGA和XA事務模式,為用戶打造一站式的分布式解決方案。Seata的設計思路是將一個分布式事務理解成全局事務,下面掛了若干個分支事務,而一個分支事務就是一個滿足ACID的本地事務,因此我們可以操作分布式事務像操作本地事務一樣簡單。wWX28資訊網——每日最新資訊28at.com

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