面试题：微服务架构下Spring Cloud全局锁实现的基础机制

Question

在Spring Cloud微服务架构中，简要阐述实现全局锁通常会用到哪些基础技术或组件，以及它们是如何协同工作来达成全局锁功能的？

Answer 1

基础技术或组件

1. Redis：Redis是一个高性能的键值对存储数据库，支持多种数据结构。它可以利用自身的原子操作来实现锁机制。例如，使用 SETNX 命令（Set if Not eXists），当且仅当键不存在时，才会设置键的值。
2. Zookeeper：Zookeeper是一个分布式协调服务框架，它以树形结构存储数据。利用其临时顺序节点和监听机制来实现分布式锁。
3. 数据库：常见的关系型数据库（如MySQL）也可以用来实现全局锁。可以通过在数据库表中插入或删除记录来模拟锁的获取和释放操作。例如，利用 SELECT... FOR UPDATE 语句对某条记录加锁，防止其他事务同时修改。

协同工作方式

1. 基于Redis实现全局锁：
   • 获取锁：客户端使用 SETNX 命令尝试在Redis中设置一个特定的键值对，如果设置成功，表示获取到锁；否则，表示锁已被其他客户端持有。例如：SETNX lock_key unique_value，其中 unique_value 是每个客户端生成的唯一标识，用于后续释放锁时验证。
   • 释放锁：客户端释放锁时，首先验证当前锁的 unique_value 是否与自己持有的一致，若一致则使用 DEL 命令删除该键值对，释放锁。
2. 基于Zookeeper实现全局锁：
   • 获取锁：客户端在Zookeeper的指定节点下创建一个临时顺序节点。然后获取该节点下所有子节点并排序，若自己创建的节点序号最小，则获取到锁；否则，对前一个序号的节点设置监听，等待前一个节点释放锁。
   • 释放锁：持有锁的客户端操作完成后，删除自己创建的临时顺序节点，Zookeeper会通知下一个序号的客户端，该客户端检测到监听事件后，重新判断自己是否为最小序号节点，若是则获取锁。
3. 基于数据库实现全局锁：
   • 获取锁：客户端执行 SELECT... FOR UPDATE 语句，锁定数据库表中的特定记录。例如：SELECT * FROM lock_table WHERE lock_key = '特定值' FOR UPDATE，此时其他事务尝试执行相同的查询语句时会被阻塞，直到当前事务提交或回滚。
   • 释放锁：客户端完成操作后，提交事务，数据库自动释放对该记录的锁，其他事务可以竞争获取锁。