分布式锁实战-基于Etcd的实现很优雅("实战分布式锁：优雅实现基于Etcd的解决方案")

原创

ithorizon 7个月前 (10-20) 阅读数 28 #后端开发

实战分布式锁：优雅实现基于Etcd的解决方案

一、引言

在分布式系统中，为了保证数据的一致性和防止竞态条件，我们经常性需要使用分布式锁。分布式锁是一种机制，用于在分布式系统中保证同一时间只有一个任务可以访问共享资源。本文将介绍怎样使用Etcd实现一个优雅的分布式锁解决方案。

二、Etcd简介

Etcd是一个分布式键值存储系统，由CoreOS开发，用于协调分布式系统中的服务。它使用Raft算法保证数据的一致性和高可用性。Etcd具有以下特点：

赞成强一致性

赞成分布式锁

赞成原子操作

赞成事件监听

三、分布式锁的实现原理

分布式锁关键分为两种：基于数据库的分布式锁和基于分布式存储的分布式锁。本文关键介绍基于分布式存储的分布式锁实现原理。

基于分布式存储的分布式锁实现原理如下：

在分布式存储系统中创建一个锁标识（例如，一个key）

当需要获取锁时，尝试获取该key的独占访问权限

如果获取胜利，则进行业务操作；如果获取未果，则等待或重试

业务操作完成后，释放锁（删除key）

四、基于Etcd的分布式锁实现

下面我们将详细介绍怎样使用Etcd实现分布式锁。这里以Go语言为例进行演示。

4.1 安装Etcd客户端库

首先，需要安装Etcd的Go客户端库。可以使用以下命令安装：

go get github.com/etcd-io/etcd/clientv3

4.2 创建分布式锁

接下来，我们将创建一个分布式锁。这里我们使用Etcd的租约（Lease）机制来实现锁的超时自动释放。


package main
import (
    "context"
    "fmt"
    "sync"
    "time"
    "go.etcd.io/etcd/clientv3"
)
type EtcdLock struct {
    client *clientv3.Client
    lease  clientv3.LeaseID
    key    string
}
func NewEtcdLock(client *clientv3.Client, key string) *EtcdLock {
    return &EtcdLock{
        client: client,
        key:    key,
    }
}
func (l *EtcdLock) Lock() error {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
    defer cancel()
    // 创建租约
    resp, err := l.client.Grant(ctx, 5)
    if err != nil {
        return err
    }
    l.lease = resp.ID
    // 创建key，并设置租约
    _, err = l.client.Put(ctx, l.key, "", clientv3.WithLease(l.lease))
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}
func (l *EtcdLock) Unlock() error {
    ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), 5*time.Second)
    defer cancel()
    // 删除key
    _, err := l.client.Delete(ctx, l.key)
    if err != nil {
        return err
    }
    // 撤销租约
    _, err = l.client.Revoke(ctx, l.lease)
    if err != nil {
        return err
    }
    return nil
}

4.3 使用分布式锁

接下来，我们将演示怎样在一个并发环境中使用分布式锁来保证数据的一致性。


package main
import (
    "fmt"
    "sync"
    "time"
    "go.etcd.io/etcd/clientv3"
)
func main() {
    // 初始化Etcd客户端
    client, err := clientv3.New(clientv3.Config{
        Endpoints:   []string{"http://localhost:2379"},
        DialTimeout: 5 * time.Second,
    })
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    defer client.Close()
    // 创建分布式锁
    lock := NewEtcdLock(client, "/lock/mylock")
    var wg sync.WaitGroup
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func() {
            defer wg.Done()
            // 尝试获取锁
            if err := lock.Lock(); err != nil {
                fmt.Println("获取锁未果:", err)
                return
            }
            fmt.Println("获取锁胜利")
            // 模拟业务操作
            time.Sleep(2 * time.Second)
            // 释放锁
            if err := lock.Unlock(); err != nil {
                fmt.Println("释放锁未果:", err)
                return
            }
            fmt.Println("释放锁胜利")
        }()
    }
    wg.Wait()
}