Уявіть собі розпродаж на Чорну П’ятницю. Тисячі покупців кидаються, щоб захопити останні товари на складі. Без належної системи панував би хаос — кілька людей можуть одночасно придбати один і той самий товар, що призведе до перевищення кількості продажів і незадоволених клієнтів. Це саме та проблема, яку розподілені блокування вирішують у світі програмних систем.
Фото від Giulio Magnifico на Unsplash
Що таке розподілені блокування?
Розподілені блокування — це як табличка «Не турбувати» для критичних операцій вашої системи. Вони гарантують, що лише один процес або сервер може отримати доступ до спільного ресурсу (наприклад, інвентарю, даних чи задач) одночасно, навіть у розподіленому середовищі з кількома серверами.
Без розподілених блокувань можуть виникати умови гонки (race conditions), що призводять до непослідовних даних, перевищення кількості продажів або навіть збоїв системи.
Чому вам потрібні розподілені блокування?
Ось швидкий приклад:
- Два сервери намагаються одночасно оновити один і той самий запис у базі даних.
- Без блокування обидва сервери можуть прочитати одне й те ж значення, зробити конфліктуючі оновлення і зіпсувати дані.
- За допомогою розподіленого блокування лише один сервер може продовжити виконання в один час, гарантуючи послідовність.
Підходи до впровадження розподілених блокувань
1. Redis з Redisson (Рекомендовано)
- Що: Використовуйте Redis — швидке сховище даних у пам'яті, разом з Redisson — бібліотекою для Java, що спрощує реалізацію розподілених блокувань.
- Чому: Це швидко, надійно і легко в реалізації.
- Використання: Управління інвентарем, обмеження швидкості, планування задач.
2. Zookeeper
- Що: Розподілена служба координації, яка використовує епімерні вузли для блокувань.
- Чому: Забезпечує сильну узгодженість і відмовостійкість.
- Використання: Вибір лідера та координація критичних секцій.
3. Блокування бази даних (Менш надійно)
- Що: Використання блокувань на рівні рядків або спеціальної таблиці блокувань у базі даних.
- Чому: Підходить для застарілих систем, але повільніше та менш масштабоване.
- Використання: Системи, де Redis або Zookeeper недоступні.
4. Hazelcast
- Що: Сховище даних у пам'яті, яке підтримує розподілені блокування.
- Чому: Добре підходить для невеликих систем, але має проблеми з розподілом по мережі.
- Використання: Кешування в пам'яті та координація.
Який підхід обрати?
- Для більшості випадків: Виберіть Redis + Redisson. Це швидко, надійно і підходить для новачків.
- Для критичних систем: Використовуйте Zookeeper або etcd для забезпечення сильної узгодженості.
- Для застарілих систем: Якщо потрібно, використовуйте блокування бази даних.
- Уникайте: Блокувань на основі файлів — вони не підходять для розподілених систем.
Перекладено з: Distributed Locks: The Secret Sauce for Keeping Your Systems in Sync