java为什么还需要分布式锁?

简介: java为什么还需要分布式锁?

什么是锁?

在单进程的系统中,当存在多个线程可以同时改变某个变量(可变共享变量)时,就需要对变量或代码块做同步,使其在修改这种变量时能够线性执行消除并发修改变量。

而同步的本质是通过锁来实现的。为了实现多个线程在一个时刻同一个代码块只能有一个线程可执行,那么需要在某个地方做个标记,这个标记必须每个线程都能看到,当标记不存在时可以设置该标记,其余后续线程发现已经有标记了则等待拥有标记的线程结束同步代码块取消标记后再去尝试设置标记。这个标记可以理解为锁。

不同地方实现锁的方式也不一样,只要能满足所有线程都能看得到标记即可。如 Java 中 synchronize 是在对象头设置标记,Lock 接口的实现类基本上都只是某一个 volitile 修饰的 int 型变量其保证每个线程都能拥有对该 int 的可见性和原子修改,linux 内核中也是利用互斥量或信号量等内存数据做标记。

除了利用内存数据做锁其实任何互斥的都能做锁(只考虑互斥情况),如流水表中流水号与时间结合做幂等校验可以看作是一个不会释放的锁,或者使用某个文件是否存在作为锁等。只需要满足在对标记进行修改能保证原子性和内存可见性即可。

分布式的 CAP 理论告诉我们:

任何一个分布式系统都无法同时满足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分区容错性(Partition tolerance),最多只能同时满足两项。

目前很多大型网站及应用都是分布式部署的,分布式场景中的数据一致性问题一直是一个比较重要的话题。基于 CAP理论,很多系统在设计之初就要对这三者做出取舍。在互联网领域的绝大多数的场景中,都需要牺牲强一致性来换取系统的高可用性,系统往往只需要保证最终一致性

分布式场景

此处主要指集群模式下,多个相同服务同时开启.

在许多的场景中,我们为了保证数据的最终一致性,需要很多的技术方案来支持,比如分布式事务、分布式锁等。很多时候我们需要保证一个方法在同一时间内只能被同一个线程执行。在单机环境中,通过 Java 提供的并发 API 我们可以解决,但是在分布式环境下,就没有那么简单啦。

分布式与单机情况下最大的不同在于其不是多线程而是多进程。

多线程由于可以共享堆内存,因此可以简单的采取内存作为标记存储位置。而进程之间甚至可能都不在同一台物理机上,因此需要将标记存储在一个所有进程都能看到的地方。

什么是分布式锁?

当在分布式模型下,数据只有一份(或有限制),此时需要利用锁的技术控制某一时刻修改数据的进程数。

与单机模式下的锁不仅需要保证进程可见,还需要考虑进程与锁之间的网络问题。(我觉得分布式情况下之所以问题变得复杂,主要就是需要考虑到网络的延时和不可靠。。。一个大坑)

分布式锁还是可以将标记存在内存,只是该内存不是某个进程分配的内存而是公共内存如 Redis、Memcache。至于利用数据库、文件等做锁与单机的实现是一样的,只要保证标记能互斥就行。

相关文章
|
1月前
|
存储 分布式计算 Java
如何在Java中实现分布式文件系统?
如何在Java中实现分布式文件系统?
|
6天前
|
存储 NoSQL Java
一天五道Java面试题----第十一天(分布式架构下,Session共享有什么方案--------->分布式事务解决方案)
这篇文章是关于Java面试中的分布式架构问题的笔记,包括分布式架构下的Session共享方案、RPC和RMI的理解、分布式ID生成方案、分布式锁解决方案以及分布式事务解决方案。
一天五道Java面试题----第十一天(分布式架构下,Session共享有什么方案--------->分布式事务解决方案)
|
9天前
|
消息中间件 Java Kafka
"Kafka快速上手:从环境搭建到Java Producer与Consumer实战,轻松掌握分布式流处理平台"
【8月更文挑战第10天】Apache Kafka作为分布式流处理平台的领头羊,凭借其高吞吐量、可扩展性和容错性,在大数据处理、实时日志收集及消息队列领域表现卓越。初学者需掌握Kafka基本概念与操作。Kafka的核心组件包括Producer(生产者)、Broker(服务器)和Consumer(消费者)。Producer发送消息到Topic,Broker负责存储与转发,Consumer则读取这些消息。首先确保已安装Java和Kafka,并启动服务。接着可通过命令行创建Topic,并使用提供的Java API实现Producer发送消息和Consumer读取消息的功能。
32 8
|
30天前
|
负载均衡 NoSQL Java
|
1月前
|
存储 消息中间件 运维
使用Java实现分布式日志系统
使用Java实现分布式日志系统
|
1月前
|
SQL NoSQL Java
如何在Java项目中实现分布式锁
如何在Java项目中实现分布式锁
|
1月前
|
缓存 算法 NoSQL
Java中的分布式缓存与一致性哈希算法
Java中的分布式缓存与一致性哈希算法
|
1月前
|
存储 算法 Java
分布式自增ID算法---雪花算法(SnowFlake)Java实现
分布式自增ID算法---雪花算法(SnowFlake)Java实现
|
1月前
|
消息中间件 Java 中间件
Java面试题:解释分布式事务的概念,讨论常见的分布式事务解决方案。
Java面试题:解释分布式事务的概念,讨论常见的分布式事务解决方案。
29 0
|
1月前
|
缓存 搜索推荐 Java
Java面试题:简述CAP理论及其在分布式系统设计中的应用。请提供一个具体的例子,说明在系统设计中如何取舍一致性和可用性
Java面试题:简述CAP理论及其在分布式系统设计中的应用。请提供一个具体的例子,说明在系统设计中如何取舍一致性和可用性
36 0