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mongo分布式锁的实例讲解

零下一度
零下一度 原创
2017-07-20 10:56:20 1935浏览

这里的mongod实现的比较简单,它主要是通过在配置服务器结点上创建并维护两个锁定集合(lockpings和锁定),并mongos启动时会在这两个集合中各创建一条数据记录,然后通过维护该记录的状态(包括时间戳,状态)来标识当前mongos结点的锁使用情况。如果多台机器之间想使用一个锁,只要确保锁的名称一致就行,这里就会在configsvr结点的相应集合中共享这一条记录以确保只有一个mongos结点获得了该锁。 

一、分布式锁使用场景:

  1. 代码部署在多台服务器上,即分布式部署。

  2. 多个进程同步访问一个共享资源。

二、需要的技术:

  1.  数据库:mongo

  2. java:mongo操作插件类 MongoTemplate(maven引用),如下:

 1  2         
  3             
 org.springframework.data 4             
 spring-data-mongodb 5             
 1.8.2.RELEASE 6          7         
  8             org.springframework.data 9             
 spring-data-commons10             
 1.10.0.RELEASE11         
 12         
 13             
 org.mongodb14             
 mongo-java-driver15             
 2.13.0-rc216         
 17  
View Code

 三、实现代码:

  主实现逻辑及外部调用方法,获得锁调用getLock,释放锁调用releaseLock,详情如下:

 1 import java.util.HashMap; 2 import java.util.List; 3 import java.util.Map; 4  5  6 
 public class MongoDistributedLock { 7  8     static MongoLockDao mongoLockDao; 9 10     
 static {11         mongoLockDao = SpringBeanUtils.getBean("mongoLockDao");12     }   
 /**15      * 获得锁的步骤:16      
 * 1、首先判断锁是否被其他请求获得;如果没被其他请求获得则往下进行;17      
 * 2、判断锁资源是否过期,如果过期则释放锁资源;18      * 3.1、尝试获得锁资源,如果value=1,那么获得锁资源正常;(在当前请求已经获得锁的前提下,还可能有其他请求尝试去获得锁,此时会导致当前锁的过期时间被延长,由于延长时间在毫秒级,可以忽略。)19      * 3.2、value>1,则表示当前请求在尝试获取锁资源过程中,其他请求已经获取了锁资源,即当前请求没有获得锁;20      * !!!注意,不需要锁资源时,及时释放锁资源!!!。21      *22      * @param key23      * @param expire24      * @return25      */26     public static boolean getLock(String key, long expire) {27         List mongoLocks = mongoLockDao.getByKey(key);28         //判断该锁是否被获得,锁已经被其他请求获得,直接返回29         if (mongoLocks.size() > 0 && mongoLocks.get(0).getExpire() >= System.currentTimeMillis()) {30             return false;31         }32         //释放过期的锁33         if (mongoLocks.size() > 0 && mongoLocks.get(0).getExpire()  mapResult = mongoLockDao.incrByWithExpire(key, 1, System.currentTimeMillis() + expire);38         //如果结果是1,代表当前请求获得锁39         if ((Integer) mapResult.get("value") == 1) {40             return true;41             //如果结果>1,表示当前请求在获取锁的过程中,锁已被其他请求获得。42         } else if ((Integer) mapResult.get("value") > 1) {43             return false;44         }45         return false;46     }47 48     /**49      * 释放锁50      *51      * @param key52      */53     public static void releaseLock(String key) {54         Map condition = new HashMap();55         condition.put("key", key);56         mongoLockDao.remove(condition);57     }58 59     /**60      * 释放过期锁61      *62      * @param key63      * @param expireTime64      */65     private static void releaseLockExpire(String key, long expireTime) {66         mongoLockDao.removeExpire(key, expireTime);67     }68 }
View Code

  MongoLockDao实现代码:

 1 import org.springframework.data.mongodb.core.FindAndModifyOptions; 2 
 import org.springframework.data.mongodb.core.query.Criteria; 3 
 import org.springframework.data.mongodb.core.query.Query; 4 
 import org.springframework.data.mongodb.core.query.Update; 5 
 import org.springframework.stereotype.Repository; 6  7 
 import java.util.HashMap; 8 import java.util.List; 9 
 import java.util.Map;10 11 12 @Repository13 public class MongoLockDao  {14     
 private Class> clz;15 16     public Class> getClz() {17         
 if (clz == null) {18             //获取泛型的Class对象19             
 clz = ((Class>)20                     
 (((ParameterizedType) (this.getClass().getGenericSuperclass())).getActualTypeArguments()[0]));21         }22         
 return clz;23     }24 25     /**26      * 返回指定key的数据27      *28      
 * @param key29      * @return30      */31     public List getByKey(String key) {32         
 Query query = new Query();33         query.addCriteria(Criteria.where("key").is(key));34         
 return (List) mongoTemplate.find(query, getClz());35     }36 37 38     /**39      
 * 指定key自增increment(原子加),并设置过期时间40      *41      * @param key42      
 * @param increment43      * @param expire44      * @return45      */46     
 public Map incrByWithExpire(String key, double increment, long expire) {47         
 //筛选48         Query query = new Query();49         query.addCriteria(new Criteria("key").is(key));50 51         
 //更新52         Update update = new Update();53         update.inc("value", increment);54         
 update.set("expire", expire);55         //可选项56         
 FindAndModifyOptions options = FindAndModifyOptions.options();57         
 //没有则新增58         options.upsert(true);59         
 //返回更新后的值60         options.returnNew(true);61         
 Map resultMap = new HashMap();62         
 resultMap.put("value", Double.valueOf(((MongoLock)63                 
 mongoTemplate.findAndModify(query, update, options, getClz())).getValue()).intValue());64         
 resultMap.put("expire", Long.valueOf(((MongoLock)65                 
 mongoTemplate.findAndModify(query, update, options, getClz())).getExpire()).longValue());66         
 return resultMap;67     }68 69 70     /**71      * 根据value删除过期的内容72      *73      
 * @param key74      * @param expireTime75      */76     
 public void removeExpire(String key, long expireTime) {77         
 Query query = new Query();78         query.addCriteria(Criteria.where("key").is(key));79         
 query.addCriteria(Criteria.where("expire").lt(expireTime));80         mongoTemplate.remove(query, getClz());81     }82 83     public void remove(Map condition) {84         Query query = new Query();85         Set> set = condition.entrySet();86         int flag = 0;87         for (Map.Entry entry : set) {88             query.addCriteria(Criteria.where(entry.getKey()).is(entry.getValue()));89             flag = flag + 1;90         }91         if (flag == 0) {92             query = null;93         }94         mongoTemplate.remove(query, getClz());95     }96 97 }
View Code

  MongoLock实体:

 1 public class MongoLock { 2  3     
 private String key; 4     private double value; 5     
 private long expire; 6  7     public double getValue() { 8         
 return value; 9     }10 11     public void setValue(double value) {12         
 this.value = value;13     }14 15     public long getExpire() {16         
 return expire;17     }18 19     public void setExpire(long expire) {20         
 this.expire = expire;21     }22 23     public String getKey() {24         
 return key;25     }26 27     public void setKey(String key) {28         
 this.key = key;29     }30 }
View Code

四、设计思路

前提:利用mongo实现id自增,且自增过程为原子操作,即线程安全。

  1. 假设有A、B两个请求通过请求资源。

  2. 当A请求到资源是调用mongo自增 +1,并将结果返回给A,即1,此时结果等于1则表明,A请求过程中没有其他请求请求到资源,将锁资源分配给A。

  3. 当B请求到资源是调用mongo自增 +1,并将结果返回给A,即2。此时结果大于1则表明,B请求过程中有其他请求请求到资源,锁资源不能分配给B。

  4. 这样就是实现了多个请求请求同一个锁并且排队。

关于锁过期时间 :

          如果图中代码1releaseLockExpire(key, System.currentTimeMillis())修改为releaseLockExpire(key),即在释放锁的时候没有传入过期时间,会产生如下情况:

  1. A、B两个请求同时通过条件,进入到代码 

  2. B执行完删除操作,进入代码2,并且刚刚获得到锁资源,而此时A及有可能刚开始执行释放锁的操作。

  3. 此时就会发生,A释放了B刚刚获得的锁,这样B就会失去刚刚获得的锁,而B确没有感知,从而造成逻辑错误。

  4. 而releaseLockExpire(key, System.currentTimeMillis()),即在释放锁的时候判断一下过期时间,这样就不会误删B刚刚获得的锁。

以上就是mongo分布式锁的实例讲解的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!

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