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Java分布式锁之数据库实现

  2018-02-27 08:30     95

之前的文章《Java分布式锁实现》中列举了分布式锁的3种实现方式,分别是基于数据库实现,基于缓存实现和基于zookeeper实现。三种实现方式各有可取之处,本篇文章就详细讲解一下Java分布式锁之基于数据库的实现方式,也是最简单最易理解的实现方式。

首先,先来阐述下“锁”的概念,锁作为一种安全防御工具,既能上锁防止别人打开,又能让持有钥匙的人打开锁,这是锁的基本功能。那再来说一下“分布式锁”,分布式锁是在分布式系统(多个独立运行系统)内的锁,相对来说,这把锁的安全级别以及作用范围更大,所以从设计上就要考虑更多东西。

现在来说,怎么基于数据库实现这把分布式锁。其实说白了就是,把锁作为数据资源存入数据库,当持有这把锁的访问者来决定是否开锁。以下详细讲解了数据库的交易同步锁和交易重试补偿锁的实现。

一、数据库的设计

数据库锁表的表结构如下:

 
fieldtypecomment
IDbigint主键
OUTER_SERIAL_NOvarchar流水号
CUST_NOchar客户号
SOURCE_CODEvarchar锁操作
THREAD_NOvarchar线程号
STATUSchar锁状态
REMARKvarchar备注
CREATED_ATtimestamp创建时间
UPDATED_ATtimestamp更新时间

作为锁的必要属性有5个:系统流水号,客户号,锁操作,线程号和锁状态,下面来解释一下每种属性

流水号:锁的具体指向,比如可以是产品,可以是交易流水号(后面会说到交易同步锁、交易补偿锁的使用方式)

客户号:客户的唯一标识

锁操作:客户的某种操作,比如客户取现操作,取现补偿重试操作

线程号:当前操作线程的线程号,比如取当前线程的uuid

锁状态:P处理中,F失败,Y成功

二、代码设计

代码的目录结构如下: 

主要贴一下锁操作的核心代码实现:

锁接口定义:DbLockManager.java

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锁接口实现类:DbLockManagerImpl.java

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获取当前线程号以及打印uuid工具类ThreadLogUtils.Java

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两种锁的实现的大致思路如下:

1.交易同步锁

当一个客户来取现,第一次进入时,会插入一条当前线程,状态是P,操作是取现的锁,取现成功后根据当前线程号会更新成功;

当一个客户同时多个取现操作时,只有一个取现操作会加锁成功,其它会加锁失败;

当一个客户已经在取现中,这时数据库已经有一条状态P的锁,该客户同时又做了取现,这个取现动作会尝试加锁而退出;

2.交易重试补偿锁

1.当一个客户取现加锁成功,因调用第三方支付接口超时时,后台会对该笔交易重新发起重试打款操作,这时会新加一条当前交易流水号,当前线程号,状态是P,操作是取现重试的锁,重试的支付结果是成功的话,更新该条锁数据为Y状态,否则更新该条数据为F状态;

2.当重试支付失败后,再去重试打款时,发现锁的状态是F,这时把F更新为P,继续重试,根据重试结果更新锁状态。

上面实现的是一个最基本的数据库分布式锁,满足的并发量也是基于数据库所能扛得住的,性能基本可以满足普通的交易量。

后续可以优化的部分:

1.当一个用户同时多次获取lock时,因为目前是用的乐观锁,只会有一个加锁成功,可以优化成加入while(true)循环获取lock,当失败次数到达指定次数时退出,当前的操作结束。

2.当锁表数据量随着时间增大时,可以考虑按用户对锁表进行分表分库,以减小数据库方面的压力。

3.对锁的操作可以抽象出来,作为抽象实现,比如具体的取现操作只关心取现这个业务实现。

 


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