事务管理 vs. 锁控制：你真的分得清吗？

分布式锁和事务是分布式系统中两个重要的概念，它们都用于解决分布式环境下的数据一致性问题。

一、概念

分布式锁

分布式锁是一种用于在分布式环境中控制对共享资源访问的锁。分布式锁可以防止多个进程或线程同时访问共享资源，从而避免数据冲突和资源竞争。

事务

事务是指一组操作要么全部执行，要么全部不执行，以保证数据的一致性。事务通常用于处理多个数据源之间的操作，例如对于跨多个数据库的事务操作，需要保证在执行过程中的原子性、一致性和持久性。

区别

二、使用场景

分布式锁

分布式锁通常用于以下场景：

• 抢购、秒杀：在抢购、秒杀等场景中，需要防止多个用户同时下单，从而保证公平性。
• 数据同步：在数据同步场景中，需要防止多个服务器同时更新数据，从而保证数据的一致性。
• 资源访问控制：在资源访问控制场景中，需要防止多个用户同时访问共享资源，从而保证资源的安全性。

事务

事务通常用于以下场景：

• 银行转账：在银行转账场景中，需要保证转账金额的正确性，从而避免资金损失。
• 订单支付：在订单支付场景中，需要保证订单的状态正确，从而避免订单丢失。
• 数据库操作：在数据库操作场景中，需要保证数据的完整性和一致性。

三、本质区别

分布式锁可以防止多个进程或线程同时访问共享资源，从而避免数据冲突和资源竞争。事务可以保证数据在操作过程中的一致性，即使在发生异常的情况下，也不会导致数据不一致。

在实际应用中，可以根据具体的需求选择合适的方案。如果需要保证数据的一致性，可以使用事务。如果只需要防止资源竞争，可以使用分布式锁。

四、锁与事务实现

1、锁方案

分布式锁的实现方法有很多，常见的有以下几种：

• 数据库锁：使用数据库中的行锁或表锁来实现分布式锁。
• 文件锁：使用文件来实现分布式锁。
• Zookeeper锁：使用Zookeeper来实现分布式锁。
• redis锁：使用Redis来实现分布式锁。
• 消息队列锁：使用消息队列来实现分布式锁。

Redisson 是一个基于 Redis 的 JAVA 分布式框架。Redisson 提供了丰富的功能，包括分布式锁、分布式集合、分布式队列等。

以下是使用 Redisson 实现分布式锁的示例：

@Autowired
    private RedissonClient redissonClient;

    public String lock() {
        // 获取锁
        RLock lock = redissonClient.getLock("lock");
        boolean acquired = lock.tryLock(10,-1,TimeUnit.SECONDS);
        if (acquired) {
            // 获取锁成功，执行业务逻辑
            return "获取锁成功，执行业务逻辑...";
        } else {
            // 获取锁失败，重试
            return "获取锁失败，重试...";
        }
    }

    public String unlock() {
        // 释放锁
        RLock lock = redissonClient.getLock("lock");
        lock.unlock();
        return "释放锁成功...";
    }

另外，redisson支持锁续期。即在锁键值过期后任务还没执行完成，此时需要把锁键值的时间自动延长。

Redisson提供了的续期机制，只要客户端加锁成功，就会启动一个Watch Dog。可以看到源代码的实现leaseTime不设置为-1时开启监听。如果任务没完成就调用scheduleExpirationRenewal续期方法。

tryLock() 方法用于尝试获取分布式锁，该方法有三个参数：

• key：锁的键值。
• waitTime：等待获取锁的时间，单位为毫秒。
• leaseTime：锁的过期时间，单位为毫秒。

waitTime 参数表示客户端最多等待多长时间来获取锁。如果在 waitTime 时间内没有获取到锁，则会返回 false。

leaseTime 参数表示锁的过期时间。如果锁在 leaseTime 时间内没有被释放，则会自动释放。如果 leaseTime 设置为 -1，则表示锁的过期时间由 renew() 方法来控制。这样，在业务逻辑执行过程中，可以定期调用 lock.renew() 方法来续期锁的过期时间。

tryLock() 方法的返回值是一个 Boolean 值，表示是否成功获取到锁。如果成功获取到锁，则返回 true。否则，返回 false。

2、事务方案

以下是一些常见的分布式事务解决方案：

两阶段提交(2PC)

2PC是一种经典的分布式事务解决方案，它将分布式事务分为两个阶段：准备阶段和提交阶段。在准备阶段，协调者向所有参与者发送预提交请求；如果所有参与者都同意预提交，则进入提交阶段；否则，所有参与者都将回滚事务。2PC的优点是可以保证原子性、一致性和隔离性，但是实现复杂度较高。

三阶段提交(3PC)

3PC是在2PC的基础上发展而来的一种改进方案，它引入了超时机制和预提交响应等新特性。在3PC中，协调者会向所有参与者发送预提交请求，并等待参与者的响应。如果所有参与者都同意预提交，则进入预提交阶段；否则，进入回滚阶段。在正式提交阶段，如果所有参与者都同意提交事务，则进入正式提交阶段；否则，所有参与者都将回滚事务。3PC的优点是可以更好地处理节点故障等问题，但是实现复杂度仍然较高。

TCC(Try-Confirm-Cancel)

TCC是一种基于补偿机制的分布式事务解决方案。它将分布式事务分为三个阶段：尝试阶段、确认阶段和取消阶段。在尝试阶段，参与者尝试预留所需的资源，并执行一些检查和准备工作，以确保执行事务操作的前提条件满足；在确认阶段，如果所有参与者都满足，则所有参与者执行之前在Try阶段所预留的操作，并提交实际的数据持久化。在取消阶段，如果有任何一个参与者执行失败，则执行回滚操作，将系统状态恢复到事务开始之前的状态。TCC的优点是可以避免阻塞情况的发生，但是实现复杂度较高。

Saga模式

Saga模式是一种基于事件驱动的分布式事务解决方案。它将分布式事务看作一系列的事件序列，每个事件都有一个唯一的ID和一个时间戳。在每个事件发生时，参与者会根据事件的内容执行相应的本地事务。如果某个参与者执行失败，则会记录该事件的状态为“已失败”，并等待其他参与者的响应。当所有的事件都被处理完毕后，再执行最终的本地事务。Saga模式的优点是可以支持复杂的业务逻辑和异常情况处理，但是实现复杂度较高。

消息队列

消息队列可以用于异步地处理多个任务，并且可以保证任务的顺序执行。在分布式系统中使用消息队列来处理事务时，可以将事务拆分成多个小任务，并将这些任务发布到消息队列中进行异步处理。当所有任务都完成后，再执行最终的本地事务。这种方式可以避免阻塞情况的发生，并且可以提高系统的可扩展性和容错能力。能保证事务的最终一致性。

最大努力通知（Best Effort Delivery）

这种解决方案通过异步通信和消息重试来实现事务的最终一致性。事务操作被封装为消息发送到目标系统，如果消息传递失败，系统会进行重试。

分布式事务中间件

Seata是一款阿里巴巴开源的分布式事务中间件，它提供了AT、TCC、SAGA和XA事务模式，为用户打造一站式的分布式解决方案。Seata的设计思路是将一个分布式事务理解成全局事务，下面挂了若干个分支事务，而一个分支事务就是一个满足ACID的本地事务，因此我们可以操作分布式事务像操作本地事务一样简单。