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单机里面,完美解决锁与事务。
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
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:
六、小结
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、