基于 MySQL 实现分布式锁

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前言

MySQL 实现分布式锁，常见的方案有以下几种：

  • 基于唯一索引（INSERT 操作）实现
  • 基于排他锁（SELECT FOR UPDATE）实现
  • 基于乐观锁（CAS）实现

基于 MySQL 实现分布式锁，需要注意的实现细节

  • 锁是否可重入
  • 是否会引发死锁
  • TTL 机制，即超时自动释放锁
  • 锁的公平性（公平锁、非公平锁）
  • 规定只能释放自己的锁，不能误释放别人的锁。

实现方案一

基于唯一索引（INSERT 操作），通过使用表（InnoDB）中的行级锁和事务来实现分布式锁。

创建锁表

  • 创建一个专门用于锁的表，使用 InnoDB 存储引擎，并设置锁名称所在的列为主键（唯一）。
  • 为了防止死锁，需要设置锁的过期时间。在创建锁表时，添加一个带有过期时间的列，并在获取锁时更新这一列。
  • 为了确保每个线程只能释放自己加的锁，在创建锁表时，需要添加一个唯一标识符（如线程 ID）。这样每个线程在获取锁时会记录自己的 ID，只有拥有相同 ID 的线程才能释放该锁。
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-- 创建锁表
CREATE TABLE distributed_locks (
    lock_name VARCHAR(255) NOT NULL PRIMARY KEY,
    owner_id VARCHAR(255) NOT NULL,
    locked_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
    expires_at TIMESTAMP NOT NULL
) ENGINE=InnoDB;

获取锁

  • 在获取锁时，可以使用 INSERT 语句尝试插入一条记录。如果记录插入失败（记录已经存在），则获取锁失败。
  • 使用 INSERT IGNORE 或者 INSERT ... ON DUPLICATE KEY UPDATE 可以避免重复插入数据导致的错误。
  • 在实现分布式锁时，使用 ROW_COUNT() 可以检查获取锁的操作是否成功。ROW_COUNT() 是一个 MySQL 函数，用于返回上一个执行的 INSERT、UPDATE 或 DELETE 语句影响的行数。
  • 通过下述的 ON DUPLICATE KEY UPDATE 部分，如果锁已经存在且没有过期，则不会更新锁的过期时间和锁的唯一标识符。如果锁已经存在且已经过期，则会更新锁的过期时间和锁的唯一标识符，并重新获取锁。
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-- 尝试获取锁，设置锁的过期时间为当前时间加上指定的过期时间（例如 10 秒）
INSERT INTO distributed_locks (lock_name, owner_id, expires_at)
VALUES ('your_lock_name', 'your_thread_id', DATE_ADD(NOW(), INTERVAL 10 SECOND))
ON DUPLICATE KEY UPDATE
owner_id = IF(expires_at < NOW(), VALUES(owner_id), owner_id),
expires_at = IF(expires_at < NOW(), VALUES(expires_at), expires_at);

-- 检查获取锁是否成功
SELECT ROW_COUNT();

释放锁

  • 通过删除对应的记录来释放锁。
  • 确保只有持有该锁的线程才能释放锁，不能释放其他线程持有的锁。
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-- 释放锁
DELETE FROM distributed_locks WHERE lock_name = 'your_lock_name' AND owner_id = 'your_thread_id';

检测锁是否过期（可选）

  • 在应用层可以定期检查锁的状态，并在锁过期时删除过期的锁记录。
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-- 删除过期的锁
DELETE FROM distributed_locks WHERE expires_at < NOW();

参考资料