本文小编为大家详细介绍“Golang怎么实现可重入锁”,内容详细,步骤清晰,细节处理妥当,希望这篇“Golang怎么实现可重入锁”文章能帮助大家解决疑惑,下面跟着小编的思路慢慢深入,一起来学习新知识吧。
什么是可重入锁
我们平时说的分布式锁,一般指的是在不同服务器上的多个线程中,只有一个线程能抢到一个锁,从而执行一个任务。而我们使用锁就是保证一个任务只能由一个线程来完成。所以我们一般是使用这样的三段式逻辑:
Lock();
DoJob();
Unlock();
但是由于我们的系统都是分布式的,这个锁一般不会只放在某个进程中,我们会借用第三方存储,比如 Redis 来做这种分布式锁。但是一旦借助了第三方存储,我们就必须面对这个问题:Unlock是否能保证一定运行呢?
这个问题,我们面对的除了程序的bug之外,还有网络的不稳定,进程被杀死,服务器被down机等。我们是无法保证Unlock一定被运行的。
那么我们就一般在Lock的时候为这个锁加一个超时时间作为兜底。
LockByExpire(duration);
DoJob();
Unlock();
这个超时时间是为了一旦出现异常情况导致Unlock没有被运行,这个锁在duration时间内也会被自动释放。这个在redis中我们一般就是使用set ex
来进行锁超时的设定。
但是有这个超时时间我们又遇上了问题,超时时间设置多久合适呢?当然要设置的比 DoJob 消耗的时间更长,否则的话,在任务还没结束的时候,锁就被释放了,还是有可能导致并发任务的存在。
但是实际上,同样由于网络超时问题,系统运行状况问题等,我们是无法准确知道DoJob这个函数要执行多久的。那么这时候怎么办呢?
有两个办法:
第一个方法,我们可以对DoJob做一个超时设置。让DoJob最多只能执行n秒,那么我的分布式锁的超时时长设置比n秒长就可以了。为一个任务设置超时时间在很多语言是可以做到的。比如golang 中的 TimeoutContext。
而第二种方法,就是我们先为锁设置一个比较小的超时时长,然后不断续期这个锁。对一个锁的不断需求,也可以理解为重新开始加锁,这种可以不断续期的锁,就叫做可重入锁。
除了主线程之外,可重入锁必然有一个另外的线程(或者携程)可以对这个锁进行续期,我们叫这个额外的程序叫做watchDog(看门狗)。
具体实现
在Golang中,语言级别天生支持协程,所以这种可重入锁就非常容易实现:
// DistributeLockRedis 基于redis的分布式可重入锁,自动续租type DistributeLockRedis struct {key string // 锁的keyexpire int64 // 锁超时时间status bool // 上锁成功标识cancelFun context.CancelFunc // 用于取消自动续租携程redis redis.Client // redis句柄}// 创建可func NewDistributeLockRedis(key string, expire int64) *DistributeLockRedis {return &DistributeLockRedis{ key : key, expire : expire,}}// TryLock 上锁func (dl *DistributeLockRedis) TryLock() (err error) {if err = dl.lock(); err != nil {return err}ctx, cancelFun := context.WithCancel(context.Background())dl.cancelFun = cancelFundl.startWatchDog(ctx) // 创建守护协程,自动对锁进行续期dl.status = truereturn nil}// competition 竞争锁func (dl *DistributeLockRedis) lock() error {if res, err := redis.String(dl.redis.Do(context.Background(), "SET", dl.key, 1, "NX", "EX", dl.expire)); err != nil {return err} return nil}// guard 创建守护协程,自动续期func (dl *DistributeLockRedis) startWatchDog(ctx context.Context) {safeGo(func() error {for {select {// Unlock通知结束case <-ctx.Done():return nildefault:// 否则只要开始了,就自动重入(续租锁)if dl.status {if res, err := redis.Int(dl.redis.Do(context.Background(), "EXPIRE", dl.key, dl.expire)); err != nil {return nil} // 续租时间为 expire/2 秒time.Sleep(time.Duration(dl.expire/2) * time.Second)}}}})}// Unlock 释放锁func (dl *DistributeLockRedis) Unlock() (err error) {// 这个重入锁必须取消,放在第一个地方执行if dl.cancelFun != nil {dl.cancelFun() // 释放成功,取消重入锁}var res intif dl.status {if res, err = redis.Int(dl.redis.Do(context.Background(), "Del", dl.key)); err != nil {return fmt.Errorf("释放锁失败")}if res == 1 {dl.status = falsereturn nil}}return fmt.Errorf("释放锁失败")}
这段代码的逻辑基本上都以注释的形式来写了。其中主要就在startWatchDog,对锁进行重新续期
ctx, cancelFun := context.WithCancel(context.Background())dl.cancelFun = cancelFundl.startWatchDog(ctx) // 创建守护协程,自动对锁进行续期dl.status = true
首先创建一个cancelContext,它的context函数cancelFunc是给Unlock进行调用的。然后启动一个goroutine进程来循环续期。
这个新启动的goroutine在主goroutine处理结束,调用Unlock的时候,才会结束,否则会在 过期时间/2 的时候,调用一次redis的expire命令来进行续期。
至于外部,在使用的时候如下
func Foo() error { key := foo // 创建可重入的分布式锁dl := NewDistributeLockRedis(key, 10)// 争抢锁err := dl.TryLock()if err != nil {// 没有抢到锁return err}// 抢到锁的记得释放锁defer func() {dl.Unlock()}// 做真正的任务DoJob()}
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