mysql 同步锁_死磕 java同步系列之mysql分布式锁

问题

(1)什么是分布式锁?

(2)为什么需要分布式锁?

(3)mysql如何实现分布式锁?

(4)mysql分布式锁的优点和缺点?

简介

随着并发量的不断增加,单机的服务迟早要向多节点或者微服务进化,这时候原来单机模式下使用的synchronized或者ReentrantLock将不再适用,我们迫切地需要一种分布式环境下保证线程安全的解决方案,今天我们一起来学习一下mysql分布式锁如何实现分布式线程安全。

基础知识

mysql中提供了两个函数——get_lock('key', timeout)和release_lock('key')——来实现分布式锁,可以根据key来加锁,这是一个字符串,可以设置超时时间(单位:秒),当调用release_lock('key')或者客户端断线的时候释放锁。

它们的使用方法如下:

mysql> select get_lock('user_1', 10);

-> 1

mysql> select release_lock('user_1');

-> 1

get_lock('user_1', 10)如果10秒之内获取到锁则返回1,否则返回0;

release_lock('user_1')如果该锁是当前客户端持有的则返回1,如果该锁被其它客户端持有着则返回0,如果该锁没有被任何客户端持有则返回null;

多客户端案例

为了便于举例【本篇文章由“彤哥读源码”原创,请支持原创,谢谢!】,这里的超时时间全部设置为0,也就是立即返回。

时刻

客户端A

客户端B

1

get_lock('user_1', 0) -> 1

-

2

-

get_lock('user_1', 0) -> 0

3

-

release_lock('user_1', 0) -> 0

4

release_lock('user_1', 0) -> 1

-

5

release_lock('user_2', 0) -> null

-

6

-

get_lock('user_1', 0) -> 1

7

-

release_lock('user_1', 0) -> 1

Java实现

为了方便快速实现,这里使用 springboot2.1 + mybatis 实现,并且省略spring的配置,只列举主要的几个类。

定义Locker接口

接口中只有一个方法,入参1为加锁的key,入参2为执行的命令。

public interface Locker {

void lock(String key, Runnable command);

}

mysql分布式锁实现

mysql的实现中要注意以下两点:

(1)加锁、释放锁必须在同一个session(同一个客户端)中,所以这里不能使用Mapper接口的方式调用,因为Mapper接口有可能会导致不在同一个session。

(2)可重入性是通过ThreadLocal保证的;

@Slf4j

@Component

public class MysqlLocker implements Locker {

private static final ThreadLocal localSession = new ThreadLocal<>();

@Autowired

private SqlSessionFactory sqlSessionFactory;

@Override

public void lock(String key, Runnable command) {

// 加锁、释放锁必须使用同一个session

SqlSessionWrapper sqlSessionWrapper = localSession.get();

if (sqlSessionWrapper == null) {

// 第一次获取锁

localSession.set(new SqlSessionWrapper(sqlSessionFactory.openSession()));

}

try {

// 【本篇文章由“彤哥读源码”原创,请支持原创,谢谢!】

// -1表示没获取到锁一直等待

if (getLock(key, -1)) {

command.run();

}

} catch (Exception e) {

log.error("lock error", e);

} finally {

releaseLock(key);

}

}

private boolean getLock(String key, long timeout) {

Map param = new HashMap<>();

param.put("key", key);

param.put("timeout", timeout);

SqlSessionWrapper sqlSessionWrapper = localSession.get();

Integer result = sqlSessionWrapper.sqlSession.selectOne("LockerMapper.getLock", param);

if (result != null && result.intValue() == 1) {

// 获取到了锁,state加1

sqlSessionWrapper.state++;

return true;

}

return false;

}

private boolean releaseLock(String key) {

SqlSessionWrapper sqlSessionWrapper = localSession.get();

Integer result = sqlSessionWrapper.sqlSession.selectOne("LockerMapper.releaseLock", key);

if (result != null && result.intValue() == 1) {

// 释放锁成功,state减1

sqlSessionWrapper.state--;

// 当state减为0的时候说明当前线程获取的锁全部释放了,则关闭session并从ThreadLocal中移除

if (sqlSessionWrapper.state == 0) {

sqlSessionWrapper.sqlSession.close();

localSession.remove();

}

return true;

}

return false;

}

private static class SqlSessionWrapper {

int state;

SqlSession sqlSession;

public SqlSessionWrapper(SqlSession sqlSession) {

this.state = 0;

this.sqlSession = sqlSession;

}

}

}

LockerMapper.xml

定义get_lock()、release_lock()的语句。

select get_lock(#{key}, #{timeout});

select release_lock(#{key})

测试类

这里启动1000个线程,每个线程打印一句话并睡眠2秒钟。

@RunWith(SpringRunner.class)

@SpringBootTest(classes = Application.class)

public class MysqlLockerTest {

@Autowired

private Locker locker;

@Test

public void testMysqlLocker() throws IOException {

for (int i = 0; i < 1000; i++) {

// 多节点测试

try {

Thread.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

new Thread(()->{

locker.lock("lock", ()-> {

// 可重入性测试

locker.lock("lock", ()-> {

System.out.println(String.format("time: %d, threadName: %s", System.currentTimeMillis(), Thread.currentThread().getName()));

try {

Thread.sleep(2000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

});

});

}, "Thread-"+i).start();

}

System.in.read();

}

}

运行结果

查看运行结果发现每隔2秒打印一个线程的信息,说明这个锁是有效的,至于分布式环境下面的验证也很简单,起多个MysqlLockerTest实例即可。

time: 1568715905952, threadName: Thread-3

time: 1568715907955, threadName: Thread-4

time: 1568715909966, threadName: Thread-8

time: 1568715911967, threadName: Thread-0

time: 1568715913969, threadName: Thread-1

time: 1568715915972, threadName: Thread-9

time: 1568715917975, threadName: Thread-6

time: 1568715919997, threadName: Thread-5

time: 1568715921999, threadName: Thread-7

time: 1568715924001, threadName: Thread-2

总结

(1)分布式环境下需要使用分布式锁,单机的锁将无法保证线程安全;

(2)mysql分布式锁是基于get_lock('key', timeout)和release_lock('key')两个函数实现的;

(3)mysql分布式锁是可重入锁;

彩蛋

使用mysql分布式锁需要注意些什么呢?

答:必须保证多个服务节点使用的是同一个mysql库【本篇文章由“彤哥读源码”原创,请支持原创,谢谢!】。

mysql分布式锁具有哪些优点?

答:1)方便快捷,因为基本每个服务都会连接数据库,但是不是每个服务都会使用redis或者zookeeper;

2)如果客户端断线了会自动释放锁,不会造成锁一直被占用;

3)mysql分布式锁是可重入锁,对于旧代码的改造成本低;

mysql分布式锁具有哪些缺点?

答:1)加锁直接打到数据库,增加了数据库的压力;

2)加锁的线程会占用一个session,也就是一个连接数,如果并发量大可能会导致正常执行的sql语句获取不到连接;

3)服务拆分后如果每个服务使用自己的数据库,则不合适;

4)相对于redis或者zookeeper分布式锁,效率相对要低一些;

【本篇文章由“彤哥读源码”原创,请支持原创,谢谢!】

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