互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)的演進

在互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展之初，系統(tǒng)比較簡單，消耗資源小，用戶訪問量也比較少，我們只部署一個Tomcat應用就可以滿足需求。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下:

一個Tomcat可以看作是一個JVM進程，當大量的請求并發(fā)到達系統(tǒng)時，所有的請求都落在這唯一的一個Tomcat上，如果某些請求方法是需要加鎖的，比如:秒殺扣減庫存，是可以滿足需求的，這和我們前面章節(jié)所講的內(nèi)容是一樣的。但是隨著訪問量的增加，導致一個Tomcat難以支撐，這時我們就要集群部署Tomcat，使用多個Tomcat共同支撐整個系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下:

上圖中，我們部署了兩個Tomcat，共同支撐系統(tǒng)。當一個請求到達系統(tǒng)時，首先會經(jīng)過Nginx，Nginx主要是做負載轉(zhuǎn)發(fā)的，它會根據(jù)自己配置的負載均衡策略將請求轉(zhuǎn)發(fā)到其中的一個Tomcat中。當大量的請求并發(fā)訪問時，兩個Tomcat共同承擔所有的訪問量，這時，我們同樣在秒殺扣減庫存的場景中，使用單體應用鎖，還能夠滿足要求嗎?

單體應用鎖的局限性

如上圖所示，在整個系統(tǒng)架構(gòu)中，存在兩個Tomcat,每個Tomcat是 -個JVM。在進行秒殺業(yè)務的時候，由于大家都在搶購秒殺商品，大量的請求同時到達系統(tǒng)，通過Nginx分 發(fā)到兩個Tomcat上。我們通過一個極端的案例場景， 可以更好地理解單體應用鎖的局限性。假如，秒殺商品的數(shù)量只有1個，這時，這些大量的請求當中，只有一個請求可以成功的搶到這個商品，這就需要在扣減庫存的方法.上加鎖，扣減庫存的動作只能一個一個去執(zhí)行，而不能同時去執(zhí)行如果同時執(zhí)行，這1個商品可能同時被多個人搶到，從而產(chǎn)生超賣現(xiàn)象。加鎖之后，扣減庫存的動作一個一個去執(zhí)行，凡是將庫存扣減為負數(shù)的，都拋出異常，提示該用戶沒有搶到商品。通過加鎖看似解決了秒殺的問題,但是事實，上真的是這樣嗎?

我們看到系統(tǒng)中存在兩個Tomcat,我們加的鎖是JDK提供的鎖，這種鎖只能在一個JVM下起作用，也就是在一個Tomcat內(nèi)是沒有問題的。當存在兩個或兩個以上的Tomcat時，大量的并發(fā)請求分散到不同的Tomcat_上，在每一一個Tomcat中都可以防止并發(fā)的產(chǎn)生，但是在多個Tomcat之間，每個Tomcat中獲得鎖的這個請求，又產(chǎn)生了并發(fā)從而產(chǎn)生超賣現(xiàn)象。這也就是單體應用鎖的局限性，它只能在一個JVM內(nèi)加鎖，而不能從這個應用層面去加鎖。

那么這個問題如何解決呢?這就需要使用分布式鎖了，在整個應用層面去加鎖。什么是分布式鎖呢?我們怎么去使用分布式鎖呢?

什么是分布式鎖

在說分布式鎖之前，我們看一看單體應用鎖的特點，單體應用鎖是在一個JVM進程內(nèi)有效，無法跨JVM、跨進程。那么分布式鎖的定義就出來了，分布式鎖就是可以跨越多個JVM、跨越多個進程的鎖，這種鎖就叫做分布式鎖。

分布式鎖的設計思路

在上圖中，由于Tomcat是由Java啟動的，所以每個Tomcat可以看成一個JVM，JVM內(nèi)部的鎖是無法跨越多個進程的。所以，我們要實現(xiàn)分布式鎖，我們只能在這些JVM之外去尋找，通過其他的組件來實現(xiàn)分布式鎖。系統(tǒng)的架構(gòu)如圖所示:

兩個Tomcat通過第三方的組件實現(xiàn)跨JVM、跨進程的分布式鎖。這就是分布式鎖的解決思路，找到所有JVM可以共同訪問的第三方組件，通過第三方組件實現(xiàn)分布式鎖。

目前存在的分布式的方案

分布式鎖都是通過第三方組件來實現(xiàn)的，目前比較流行的分布式鎖的解決方案有:

• 數(shù)據(jù)庫，通過數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)分布式鎖，但是在高并發(fā)的情況下對數(shù)據(jù)庫壓力較大，所以很少使用。
• Redis，借助Redis也可以實現(xiàn)分布式鎖，而且Redis的Java客戶端種類很多，使用的方法也不盡相同。
• Zookeeper，Zookeeper也可以實現(xiàn)分布式鎖，同樣Zookeeper 也存在多個Java客戶端，使用方法也不相同。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Java中单体应用锁的局限性&分布式锁的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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