• 分布式锁与事务


    单机里面,完美解决了锁与事务

    一、使用锁的原因分析:

    1、使用锁的目的

    ------------多个外部线程同时来竞争使用同一资源时,会彼此影响,导致混乱

    ------------锁的目的,将资源的使用做排它性处理,使同一时间,仅一个线程能访问资源

    2、并不是所有的资源,都无法同时服务多个线程 ------ 比如,无状态的资源

    3、无成员变量/成员变量不存在变化的类---- 就是无状态类 ----- 这种类是线程安全的

    4、有状态的对象,也不一定是不安全的

    ---------- 如果状态变化是原子的(即没有中间变迁过程,变化不需要时间,没有中间态) ---- 那么它一样是线程安全的

    5、重要的概念,动作的原子性

    6、总结:锁的本质

    锁要解决的问题是 ------- 资源数据会不一致

    锁要达成的目标是 ------- 让资源使用起来,像原子性一样

    锁达成目标的手段 ------- 让使用者访问资源时,只能排队,一个一个地去访问资源

    二、在单机应用里,JVM可以通过以下工具,可协调资源像原子性一样操作

    1、sychronized ------ java语言天生支持

    2、lock ---- jdk有接口标准

    三、分布式环境下,如何协调资源达到原子性的操作?

    1、sychronized / lock 这些java天然的实现,无法跨JVM发挥作用

    2、只得去寻求分布式环境里,大家都公认的服务来做见证人,以协调资源

    3、常见的公证人 ------》 mysql/zk/file/redis

    4、目标 ----- 通过公证人发出信号,来协调分布式的访问者,排队访问资源

    5、条件 ----- 任何一个能够提供【是/否】信号量的事物,都可以来做公证人

    6、陷阱 ----- 发出锁信号量的动作,本身必须是原子性的

    7、mysql来充当公证人,利用的是一条sql语句执行的成功/失败,是原子的,流程如下:

     

    8、redis来充当公证人,利用的其 setnx指令的成功/失败,是原子的,流程如下:

     

    9、为了防止线程宕机,造成锁死在那里挡道,需要给锁认定一个有效期限,

    ------此期限的自动失效解锁,与线程的主动解锁之间,会存在冲突,reids的解锁流程必须考虑这一点:

     

    10、上图的解锁逻辑虽然是正确的,但因为整个动作不是原子的,因为不安全。需要改为lua脚本来执行

     

    11、lua 脚本为什么是原子性的

    ----- redis是单线程执行指令的,因此内部不存在线程竞争

     

    (1)服务器A依次发送了ab指令到redis

    (2)服务器B依次发送了cd指令到redis

    (3)两台机器同向redis发送的四条指令,最终在指令队列里顺序是:acbd

    (4)可以看到,服务器A发送的ab两条指令,中间穿插了c指令,破坏了其完整性,因此,ab两条指令不是原子的

    (5)lua脚本,被放进队列时,ab指令是放在一起的,因为ab会顺序一起被执行,成为了原子性动作

    四、事务的概念

    1、锁的问题   ----- 多对一的问题 ------ 是多个线程同时访问同一个资源,造成资源状态不一致

    2、事务的问题 ----- 一对多的问题 ----- 是一个线程进数据库,操作多条sql,其中,某条sql的失败,致使整个业务失去意义;

    3、数据库中事务的实现方式:

    ------------------ service执行一个操作,要执行N条sql( 一条sql 是一个原子性操作)

    --------- 数据库内部,如何实现事务?

    --------- 所有的sql执行完毕之前,结果都以副本形式存在,如下图

     

    ------- commit操作 ------ 业务线程向数据库发指令 ----- 把副本转正

    ------ roback操作 ------- 把副本丢掉

    4、jdbc规范里,定义这样标准---- 事务管理器

     

     

    事务管理器定义三个标准接口,即:

    1、启动事务(启动副本),

    2、副本转正

    3、副本丢弃

    五、分布式事务

    1、分布式事务,是指多台数据库的执行sql,也想要达到一致性的标准,即:多台一起commit或rollback

    2、参照单机事务的模型,分布式事务的思路延袭,也想通过三个标准接口的模式来完成(启副本/commit/rollback)

    3、按这个思路, X/Open组织提出了分布式事务的规范 ----- XA

    4、XA的核心,便是全局事务,通过XA二阶段提交协议,与各分布式数据交互,分准备与提交两个阶段,如下图:

    课程回顾:

    1、锁的本质,资源的操作不是原子 -------- 锁目标,让一系列操作,一次性做完。排队

    2、分布式环境下,一切能够发出两个信号量事物都能够做锁 ----- 做锁要求:加锁/解锁两个动作,一定是原子的

    3、mysql来做锁 ------- 一条sql的执行,是原子的

    4、redis有做锁 -------- setnx操作,是原子的

    5、redis要做安全的锁,----- 加锁进程死掉,--------  有效期使用解锁过程复杂化--锁判断----lua脚本来保证原子性

    6、锁 ---- 多个线程操作一个资源 ; 事务 ----- 一个线程,操作多个资源问题。

    7、事务 ----- ACID ----- 启事务/commit/rollback

    8、X/open组织提出分布式事务规范 ---- XA

    本堂课内容:

    1、事务执行的中间态说明:

    ----- sql执行后,尚未提交 ,此时对应的数据状态:

                      -----正本数据(原来的数据)   ----- 锁定状态-------允许其它线程读不允许改(此时易出现幻读)

                      -----副本数据(sql执行结果)  ------ 隔离状态 ------其它线程是无法接触到的-------(可设置事务隔离级别,使其可读)未生效的数据 ---- 脏读

                      ----- commit/rollback时出错     ------- 不能执行机率非常低

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