Go语言实现分布式锁
目录
1. go实现分布式锁
1.1 redis_lock.go
1.2 retry.go
1.3 lock.lua
1.4 lua_unlock.lua
1.5 refresh.lua
1.6 单元测试
1. go实现分布式锁通过 golang 实现一个简单的分布式锁，包括锁续约、重试机制、singleflght机制的使用
1.1 redis_lock.gopackage redis_lock
import (
"context"
_ "embed"
"errors"
"github.com/go-redis/redis/v9"
"github.com/google/uuid"
"golang.org/x/sync/singleflight"
"time"
)
// go:embed 可以直接解析出文件中的字符串
var (
//go:embed lua_unlock.lua
luaUnlock string
//go:embed refresh.lua
luaRefresh string
//go:embed lock.lua
luaLock string
//定义好两个异常信息
ErrLockNotHold = errors.New("未持有锁")
ErrFailedToPreemptLock = errors.New("加锁失败")
)
type Client struct {
//采用公共的接口，后续实例通过传入的方式
client redis.Cmdable
// singleflight 用于在一个实例的多个携程中只需要竞争出一个携程
s singleflight.Group
}
func NewClient(c redis.Cmdable) *Client {
return &Client{
client: c,
}
}
func (c *Client) SingleflightLock(ctx context.Context,
key string,
expire time.Duration,
retry RetryStrategy,
timeout time.Duration) (*Lock, error) {
for {
flag := false
resCh := c.s.DoChan(key, func() (interface{}, error) {
flag = true
return c.Lock(ctx, key, expire, retry, timeout)
})
select {
case res := <-resCh:
if flag {
if res.Err != nil {
return nil, res.Err
}
//返回锁对象
return res.Val.(*Lock), nil
}
case <-ctx.Done():
return nil, ctx.Err()
}
}
}
//Lock 加锁方法，根据重试机制进行重新获取
func (c *Client) Lock(ctx context.Context,
key string,
expire time.Duration,
retry RetryStrategy,
timeout time.Duration) (*Lock, error) {
var timer *time.Timer
defer func() {
if timer != nil {
timer.Stop()
}
}()
for {
//设置超时
lct, cancel := context.WithTimeout(ctx, timeout)
//获取到uuid
value := uuid.New().String()
//执行lua脚本进行加锁
result, err := c.client.Eval(lct, luaLock, []string{key}, value, expire).Bool()
//用于主动释放资源
cancel()
if err != nil && !errors.Is(err, context.DeadlineExceeded) {
return nil, err
}
if result {
return newLock(c.client, key, value), nil
}
//可以不传重试机制
if retry != nil {
//通过重试机制获取重试的策略
interval, ok := retry.Next()
if !ok {
//不用重试
return nil, ErrFailedToPreemptLock
}
if timer == nil {
timer = time.NewTimer(interval)
}
timer.Reset(interval)
select {
case <-timer.C: //睡眠时间超时了
return nil, ctx.Err()
case <-ctx.Done(): //整个调用的超时
return nil, ctx.Err()
}
}
}
}
// TryLock 尝试加锁
func (c *Client) TryLock(ctx context.Context, key string, expire time.Duration) (*Lock, error) {
return c.Lock(ctx, key, expire, nil, 0)
}
// NewLock 创建一个锁结构体
func newLock(client redis.Cmdable, key string, value string) *Lock {
return &Lock{
client: client,
key: key,
value: value,
unLockChan: make(chan struct{}, 1), //设置1个缓存数据，用于解锁的信号量
}
}
// Lock 结构体对象
type Lock struct {
client redis.Cmdable
key string
value string
expire time.Duration
//在解锁成功之后发送信号来取消续约
unLockChan chan struct{}
}
// AutoRefresh 自动续约
func (l *Lock) AutoRefresh(interval time.Duration, timeout time.Duration) error {
//设计一个管道，如果失败了，就发送数据到管道之中，通知进行重试
retry := make(chan struct{}, 1)
//方法返回时关闭close
defer close(retry)
ticker := time.NewTicker(interval)
for {
select {
//接收到结束的信号时，直接return
case <-l.unLockChan:
return nil
//监听重试的管道
case <-retry:
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), timeout)
err := l.Refresh(ctx)
//主动调用释放资源
cancel()
if err == context.DeadlineExceeded {
// 执行重试往管道中发送一个信号
retry <- struct{}{}
continue
}
if err != nil {
return err
}
case <-ticker.C:
ctx, cancel := context.WithTimeout(context.Background(), timeout)
err := l.Refresh(ctx)
//主动调用释放资源
cancel()
if err == context.DeadlineExceeded {
// 执行重试往管道中发送一个信号
retry <- struct{}{}
continue
}
if err != nil {
return err
}
}
}
}
// Refresh 续约
func (l *Lock) Refresh(ctx context.Context) error {
//执行lua脚本，对锁进行续约
i, err := l.client.Eval(ctx, luaRefresh, []string{l.key}, l.value, l.expire.Milliseconds()).Int64()
if err == redis.Nil {
return ErrLockNotHold
}
if err != nil {
return err
}
if i == 0 {
return ErrLockNotHold
}
return nil
}
// Unlock 解锁
func (l *Lock) Unlock(ctx context.Context) error {
//解锁时，退出方法需要发送一个信号让自动续约的goroutine停止
defer func() {
l.unLockChan <- struct{}{}
close(l.unLockChan)
}()
//判断返回的结果
result, err := l.client.Eval(ctx, luaUnlock, []string{l.key}, l.value).Int64()
if err == redis.Nil {
return ErrLockNotHold
}
if err != nil {
return err
}
//lua脚本返回的结果如果为0，也是代表当前锁不是自己的
if result == 0 {
return ErrLockNotHold
}
return nil
}
1.2 retry.go
package redis_lock
import "time"
// RetryStrategy 重试策略
type RetryStrategy interface {
// Next 下一次重试的时间是多久，返回两个参数 time 时间，bool 是否直接重试
Next() (time.Duration, bool)
}
1.3 lock.lua
lua脚本原子化加锁
--[[ 获取到对应的value是否跟当前的一样 ]]
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1]
then
-- 如果一样直接对其时间进行续约
return redis.call("pexpire", KEYS[1], ARGV[2])
else
-- 如果不一样调用setnx命令对其进行设置值
return redis.call("set", KEYS[1], ARGV[1], "NX", "PX", ARGV[2])
1.4 lua_unlock.lua
lua脚本原子化解锁
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
-- 返回0，代表key不在
return redis.call("del", KEYS[1])
else
-- key在，但是值不对
return 0
end
1.5 refresh.lua
lua脚本续约
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
-- 返回0，代表key不在
return redis.call("pexpire", KEYS[1], ARGV[2])
else
-- key在，但是值不对
return 0
end
1.6 单元测试
使用go-mock工具生成本地的单元测试，不需要再单独的搭建一个 redis 的服务端
项目根目录下安装mockgen工具
go install github.com/golang/mock/mockgen@latest
添加依赖
go get github.com/golang/mock/mockgen/model
生成redis客户端接口
mockgen -package=mocks -destination=mocks/redis_cmdable.mock.go github.com/go-redis/redis/v9 Cmdable
package：指定包
destination：生成路径名称
剩下的是指定使用redis包下面的 Cmdable接口生成代码
测试类
func TestClient_TryLock(t *testing.T) {
ctrl := gomock.NewController(t)
defer ctrl.Finish()
testCase := []struct {
//测试的场景
name string
//输入
key string
expiration time.Duration
//返回一个mock数据
mock func() redis.Cmdable
//期望的返回的错误值
wantError error
//期望返回的锁
wantLock *Lock
}{
{
name: "locked",
key: "locked-key",
expiration: time.Minute,
mock: func() redis.Cmdable {
rdb := mocks.NewMockCmdable(ctrl)
res := redis.NewBoolResult(true, nil)
i := []interface{}{gomock.Any(), time.Minute}
rdb.EXPECT().Eval(gomock.Any(), luaLock, []string{"locked-key"}, i...).Return(res)
return rdb
},
wantLock: &Lock{
key: "locked-key",
},
},
}
for _, tc := range testCase {
t.Run(tc.name, func(t *testing.T) {
var c = NewClient(tc.mock())
l, err := c.TryLock(context.Background(), tc.key, tc.expiration)
assert.Equal(t, tc.wantError, err)
if err != nil {
return
}
//判断返回的key是否跟期望的一样
assert.Equal(t, tc.key, l.key)
assert.Equal(t, tc.wantLock.key, l.key)
assert.NotEmpty(t, l.value)
})
}
}
到此这篇关于Go语言实现分布式锁的文章就介绍到这了,更多相关Go分布式锁内容请搜索软件开发网以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持软件开发网！
