业务场景
因为项目刚上线,目前暂不打算引入其他中间件,所以打算通过 mysql 来实现分布式读写锁;而该业务场景也满足分布式读写锁的场景,抽象后的业务场景是:特定资源 X,可以执行 2 种操作:读操作和写操作,2种操作需要满足下面条件:
- 执行操作的机器分布式在不同的节点中,也就是分布式的;
- 读操作是共享的,也就是说同时可以有多个 goroutine 对资源 X 执行读操作;
- 写操作是互斥的,也就是说同一时刻只允许有一个 goroutine 对资源 X 执行写操作;
- 读操作和写操作是互斥的,也就是说写操作和读操作不能同时存在
既然需要如此实现,下面我们看下什么是分布式读写锁。
什么是分布式读写锁
大家对于锁肯定不陌生,在 golang 中 sync.Mutex 锁是常见的,一般用在单节点多 goroutine 中对资源的并发访问;但是分布式场景下,单节点 sync.Mutex 加锁的方式就会失去作用,于是人们为了在分布式环境中实现对共享资源的互斥访问,实现了各种分布式锁。
而分布式读写锁是比分布式锁粒度更小的锁,对业务场景的加锁会更加灵活,其中分布式读写锁也遵循读写锁的原则:
- 读模式共享,写模式互斥。
- 它三种模式状态: 读加锁状态、写加锁状态、无锁状态。
分布式读写锁的访问原则与读写锁类似,下面我们具体看下。
分布式读写锁的访问原则
以下列表为读写锁(也就是分布式读写锁)的读写访问原则
当前锁状态 | 读锁请求 | 写锁请求 |
---|---|---|
无锁状态 | 可以 | 可以 |
读锁状态 | 可以 | 不可以 |
写锁状态 | 不可以 | 不可以 |
读锁
- 只有在无锁和读锁下可以获取读锁。
- 读锁的模式下,任何请求读锁都可以。
- 读锁的模式下, 请求写锁不可以,直到所有读锁解锁,写锁才能获取到锁。
写锁
- 只有在无锁状态下可以获取写锁。
- 写锁的模式下,任何请求读锁和写锁都阻塞,直到写锁解锁。
具体实现
如果本地没有 mysql 数据库,可以通过这篇文章快速搭建: 如何使用 docker 搭建一个 mysql 服务
通过 gorm 连接 mysql
gorm 是一个 golang 的 orm 框架,可以使用它快速连接数据库,具体代码如下:
首先我们定义了一个库存表 stocks,并且在其中添加三个和读写锁相关的字段,三个字段的含义如下:
- LockMark: 表示某条数据加锁的状态,只能是读锁、写锁、无锁状态中的一种。
- ReadLockCount: 首先读模式是共享的,意味着可以有多个 goroutine 并发访问,而 ReadLockCount 字段则记录当前并发访问的 goroutine 数量。
- LockReason: 记录当前加锁的原因;读锁是最新的 goroutine 的 lockReason,写锁则是写锁 goroutine 的 lockReason。
其余则是一些 gorm 连接 mysql 逻辑,这里不再多赘述。
实现读锁模式
具体代码如下:
执行以上代码是可以正常运行的, 下面我们分析下:
- 读锁的 sql 语句如下,只要在非写锁状态下就能加读锁。
- 解读锁的 sql 语句如下,只有在读锁状态下才能解读锁,另外还要更新 read_lock_count 和 lock_reason 字段。
实现写锁模式
具体代码如下:
执行以上代码也是可以运行,下面是分析结果
- 写锁的 sql 语句如下,只有在无锁状态下才能加锁成功
- 解写锁的 sql 语句如下,只有在写锁状态下才能解写锁
总结
分布式读写锁的实现有多种方式,也可以通过 etcd、redisson 的方式进行实现,而本文着重说明可通过 mysql 来实现,这种方式的优势在于不必引入额外的组件且实现较为简单,因此也有一定的应用场景,