什么是可重入锁?
在并发编程中,为了避免多线程同时访问共享资源而发生的数据不一致,需要加锁来保证同步。加锁的方式有很多种,其中一种是可重入锁。可重入锁是指同一个线程多次加锁不会导致死锁,同时也能保证能够正确地释放锁。
可重入锁的特点有:
同一个线程可以多次加锁。
递归调用不会造成死锁。
锁具有可重入性,可以保证正确地释放锁。
Redis实现分布式重入锁的方法
Redis(Remote Dictionary Server)是一款开源的高性能键值对数据库,支持各种数据结构,如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等。Redis还提供了分布式锁的实现,通过设置键值对来实现分布式锁。结合可重入锁的特点,可以很方便地实现分布式的可重入锁。
实现思路
对于分布式锁,one lock per resource产生大量的锁,占用大量内存,且在超高并发的情况下,可能会导致死锁或竞争等问题。所以,我们可以采用基于单个或少量锁的可重入锁来减小锁的数量,避免因死锁或竞争等问题导致的性能瓶颈。
实现可重入锁需要解决如下问题:
如何判断加锁的线程和解锁的线程是否是同一线程。
如何实现可重入锁。
实现步骤
步骤1:创建锁
在Redis中,可以通过SETNX命令来实现创建锁。如果该键已经存在,表示锁被其他线程占用,不能加锁;如果该键不存在,则可以将其加锁。
SETNX lock:resource "value"
步骤2:判断是否可重入
使用Redis的Hash数据结构来记录线程与锁之间的关系。每个锁对应一个Hash,线程的信息以key-value的形式存储在该Hash中。线程的标识可以使用UUID(Universally Unique Identifier)来生成。
HSET lock:resource thread_uuid 1
如果线程已经持有该锁,继续加锁。否则,设置key为0。
if (existsValueOfKey(thread_uuid)) {
incrValueOfKey(lock:resource);
} else {
setValueOfKey(thread_uuid, 1);
}
步骤3:释放锁
释放锁同样需要考虑可重入性。当某个线程释放锁时,需要判断该线程是否已经释放完所有的锁。
if (decrValueOfKey(lock:resource) == 0) {
delKey(lock:resource);
delKey(thread_uuid);
}
优点与缺点
优点:
采用可重入锁,锁的数量较少,不容易产生死锁问题。
采用Redis实现分布式锁,易于扩展和部署。
缺点:
需要使用Redis作为存储,需要考虑数据同步和一致性问题。
可重入锁需要考虑线程安全问题,需要保证程序的正确性。
总结
本文介绍了可重入锁的特点,通过结合Redis的分布式锁实现了分布式可重入锁的思路和方法。相比one lock per resource的方式,通过采用可重入锁,可以减少锁的数量,降低死锁和竞争等问题的发生率,从而提高了程序的性能。