如何使用 Socket 编程实现分布式锁？

分布式锁可以使用Socket编程实现如下:

1. 服务注册:每个服务节点启动时将自身信息注册到注册中心,用于服务发现。
2. 锁申请:客户端向注册中心的某个服务节点发送锁申请请求,包含锁名称。
3. 锁分配:服务节点根据锁名称检查锁是否已被其他客户端持有,如果未持有则将锁分配给请求客户端。
4. 锁确认:服务节点向请求客户端返回锁确认信息,包含锁定超时时间和锁定标识等。
5. 业务执行:客户端收到锁确认后,在锁定超时时间内执行相应业务逻辑。
6. 锁释放:客户端执行完业务逻辑后,向服务节点发送锁释放请求,服务节点释放锁给其他客户端使用。
7. 心跳检测:客户端需定期向服务节点发送心跳,以延长锁定超时时间,若超时则服务节点会自动释放锁。
8. 服务过载:当某服务节点无法处理更多客户端锁申请时,可以向注册中心进行负载均衡,将部分客户端转发至其他可用服务节点。

代码示例:

// 注册中心
public class Registry {
    // 服务节点Socket列表
    private Map<String, Set<Socket>> services = new HashMap<>();  
} 

// 服务节点
ServerSocket server = new ServerSocket(8000);
Socket socket = server.accept();  

// 服务注册
registrySocket = new Socket("127.0.0.1", 8001);
registrySocket.getOutputStream().write("LockService".getBytes());  

// 锁申请处理 
InputStream in = socket.getInputStream();
String lockName = readData(in);

// 检查锁是否已被持有
if (locks.containsKey(lockName)) {  
    out.write("Lock already held".getBytes());
} else {
    // 分配锁并返回确认信息
    locks.put(lockName, socket); 
    out.write(("Lock granted, timeout=10s, id=1").getBytes()); 
}

// 心跳和超时检测  
scheduler.scheduleAtFixedRate(() -> {
    for (Map.Entry<String, Socket> entry : locks.entrySet()) {
        Socket client = entry.getValue();
        // 读取心跳或超时释放锁 
    }
}, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);  

// 客户端
Socket lockService = new Socket("127.0.0.1", 8000);
OutputStream out = lockService.getOutputStream();
out.write("lock1".getBytes());  

InputStream in = lockService.getInputStream(); 
String message = readData(in);    

if (message.startsWith("Lock granted")) { 
    // 在超时时间内执行业务逻辑

    // 发送心跳和锁释放请求
    out.write("heartbeat".getBytes());
    out.write("release lock".getBytes()); 
} else {
    // 锁被持有,重试或其他处理
} 

通过Socket实现分布式锁需要解决锁超时重入、锁释放失败、服务过载等问题,但基本实现了分布式锁的功能。