分布式锁面试，分布式锁面试题，深入解析分布式锁原理与面试技巧，揭秘高并发场景下的同步机制

欧气 2024年10月14日 02:35 0 0

本文深入解析分布式锁原理，针对面试题提供解答技巧，揭秘高并发场景下的同步机制，助力面试者掌握分布式锁核心技术。

本文目录导读：

分布式锁的背景及原理
分布式锁的实现方式
分布式锁面试技巧

分布式锁的背景及原理

随着互联网技术的飞速发展，系统架构越来越复杂，分布式系统已成为主流，在高并发场景下，如何保证数据的一致性和系统的稳定性成为关键问题，分布式锁作为一种同步机制，在分布式系统中发挥着重要作用。

1、分布式锁的定义

分布式锁是一种在分布式系统中，保证多个进程或线程之间操作同一资源时，能够保持同步的机制，其核心思想是，在多个节点上，只有一个节点能够获取到锁，其他节点需要等待锁释放后才能获取。

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2、分布式锁的原理

分布式锁的实现原理主要基于以下几种技术：

（1）基于数据库

通过在数据库中创建一个锁表，当节点想要获取锁时，就在锁表中插入一条记录，如果插入成功，则表示获取锁成功；如果插入失败，则表示锁已被其他节点获取。

（2）基于缓存

使用缓存（如Redis）来实现分布式锁，节点在获取锁时，将锁信息存储在缓存中，当锁释放时，从缓存中删除锁信息。

（3）基于Zookeeper

Zookeeper是一种分布式协调服务，其数据模型类似于树，在Zookeeper中，可以通过创建临时顺序节点来实现分布式锁，当一个节点想要获取锁时，就在锁节点下创建一个临时顺序节点，系统会根据创建顺序节点的时间戳来判断节点是否获得了锁。

分布式锁的实现方式

1、基于数据库的分布式锁实现

（1）创建锁表

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CREATE TABLE distributed_lock (
    lock_name VARCHAR(255) NOT NULL,
    lock_status VARCHAR(10) NOT NULL,
    PRIMARY KEY (lock_name)
);

（2）获取锁

BEGIN;
INSERT INTO distributed_lock (lock_name, lock_status) VALUES ('lock_name', 'acquired') ON DUPLICATE KEY UPDATE lock_status = 'acquired';
SELECT lock_status FROM distributed_lock WHERE lock_name = 'lock_name';

（3）释放锁

UPDATE distributed_lock SET lock_status = 'released' WHERE lock_name = 'lock_name';

2、基于缓存的分布式锁实现

（1）使用Redis实现分布式锁

public class RedisDistributedLock {
    private Jedis jedis;
    public RedisDistributedLock(Jedis jedis) {
        this.jedis = jedis;
    }
    public boolean tryLock(String lockKey, String requestId, int expireTime) {
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, "NX", "PX", expireTime);
        return "OK".equals(result);
    }
    public boolean unlock(String lockKey, String requestId) {
        if (requestId.equals(jedis.get(lockKey))) {
            jedis.del(lockKey);
            return true;
        }
        return false;
    }
}

3、基于Zookeeper的分布式锁实现

（1）创建锁节点

String lockPath = "/lock_node";
String lockNode = zk.create(lockPath + "/lock_node_", new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);

（2）获取锁

List<String> siblings = zk.getChildren(lockPath, false);
List<String> sortedSiblings = siblings.stream().sorted().collect(Collectors.toList());
String myNode = sortedSiblings.get(0);
if (myNode.equals(lockNode)) {
    // 获取锁成功
}

（3）释放锁