面试题：分布式系统中基于Go语言实现分布式锁的常见问题

常见问题及解决办法

网络抖动
- 问题：在网络抖动情况下，客户端可能与分布式锁服务短暂失联，导致获取锁或释放锁操作出现异常，比如获取锁超时但实际上锁已获取成功，或者释放锁时网络问题导致释放失败，后续其他客户端无法获取锁。
- 解决办法：
  - 重试机制：在获取锁或释放锁操作失败时，根据网络错误类型进行适当的重试。例如，使用指数退避算法，每次重试间隔时间逐渐增加，避免短时间内大量无效重试对系统造成压力。示例代码如下：

import (
    "fmt"
    "math/rand"
    "time"
)

func acquireLockWithRetry(lockClient *LockClient, key string, retryCount int) bool {
    for i := 0; i < retryCount; i++ {
        success, err := lockClient.AcquireLock(key)
        if err == nil && success {
            return true
        }
        if err!= nil && isNetworkError(err) {
            backoff := time.Duration(1<<i)*time.Second + time.Duration(rand.Intn(100))*time.Millisecond
            time.Sleep(backoff)
        }
    }
    return false
}

 - **心跳机制**：客户端获取锁后，通过心跳机制定期向锁服务发送存活信号，以维持锁的有效性。如果锁服务长时间未收到心跳，可主动释放锁。

2. 锁的过期时间设置

问题：过期时间设置过短，可能导致业务未执行完锁就过期，其他客户端获取锁后造成数据不一致；设置过长，若持有锁的客户端出现故障无法主动释放锁，会造成资源长时间被占用，其他客户端无法获取锁。
解决办法：
- 动态调整过期时间：根据业务执行时间的统计数据，动态调整过期时间。例如，记录每次业务执行时间，计算平均执行时间并乘以一定的安全系数（如1.5）作为过期时间。

var averageExecutionTime time.Duration
var executionTimeSamples []time.Duration

func recordExecutionTime(start time.Time) {
    duration := time.Since(start)
    executionTimeSamples = append(executionTimeSamples, duration)
    total := time.Duration(0)
    for _, sample := range executionTimeSamples {
        total += sample
    }
    averageExecutionTime = total / time.Duration(len(executionTimeSamples))
}

func getExpirationTime() time.Duration {
    return averageExecutionTime * 1.5
}

 - **续约机制**：客户端在持有锁期间，若发现锁的剩余过期时间较短，且业务尚未执行完毕，可以向锁服务发送续约请求，延长锁的过期时间。

3. 锁的误释放

问题：当多个客户端竞争锁时，可能存在某个客户端A获取锁后，由于网络延迟等原因，锁服务误判该锁已过期，将锁分配给另一个客户端B，此时客户端A完成业务后尝试释放锁，会错误地释放掉客户端B持有的锁。
解决办法：
- 唯一标识：在获取锁时，每个客户端生成一个唯一标识（如UUID），并将其与锁关联。释放锁时，先检查当前锁关联的标识是否与自己的标识一致，只有一致时才进行释放操作。

import (
    "github.com/google/uuid"
)

func acquireLock(lockClient *LockClient, key string) (bool, string) {
    uniqueID := uuid.New().String()
    success, err := lockClient.AcquireLock(key, uniqueID)
    if err == nil && success {
        return true, uniqueID
    }
    return false, ""
}

func releaseLock(lockClient *LockClient, key string, uniqueID string) bool {
    currentID, err := lockClient.GetLockID(key)
    if err!= nil {
        return false
    }
    if currentID == uniqueID {
        return lockClient.ReleaseLock(key)
    }
    return false
}

死锁
- 问题：在分布式系统中，如果多个客户端以不同顺序获取多个锁，可能会出现死锁情况，例如客户端A获取锁1，客户端B获取锁2，然后客户端A尝试获取锁2，客户端B尝试获取锁1，形成死锁。
- 解决办法：
  - 资源排序：对所有需要获取的锁进行全局排序，客户端按照固定顺序获取锁。例如，将锁的名称按照字典序排序，客户端始终先获取名称靠前的锁，再获取名称靠后的锁。

import (
    "sort"
    "strings"
)

func acquireLocks(lockClient *LockClient, keys []string) bool {
    sort.Slice(keys, func(i, j int) bool {
        return strings.Compare(keys[i], keys[j]) < 0
    })
    for _, key := range keys {
        success, err := lockClient.AcquireLock(key)
        if err!= nil ||!success {
            for _, k := range keys[:len(keys) - 1] {
                lockClient.ReleaseLock(k)
            }
            return false
        }
    }
    return true
}

 - **超时机制**：在获取锁时设置合理的超时时间，若在超时时间内未能获取到所有需要的锁，则释放已获取的锁，并重新尝试获取。

星途面试题库

面试题：分布式系统中基于Go语言实现分布式锁的常见问题

知识考点

面试题答案

常见问题及解决办法