分布式锁

分布式锁防止并发进程同时执行临界区代码。基于数据库的锁以吞吐量换取简单性——无需 Redis，且持有数据的同一数据库也持有锁。

核心概念

资源：被锁定对象的名称（例如 job:42、report:monthly-2026-05）
所有者：标识锁持有者的令牌——只有所有者才能释放或续期
过期（TTL）：锁自动过期，防止崩溃的所有者永久持有锁
过期锁接管：已过期的锁可被新所有者接管

数据库结构

sql

CREATE TABLE distributed_locks (
    id          INTEGER PRIMARY KEY AUTOINCREMENT,
    resource    TEXT    NOT NULL UNIQUE,
    owner       TEXT    NOT NULL,
    expires_at  TEXT    NOT NULL,
    acquired_at TEXT    NOT NULL
);

resource 上的 UNIQUE 约束确保每个资源只有一行。并发 INSERT 在数据库层面序列化。

获取逻辑

php

public function acquire(string $resource, string $owner, string $expiresAt, string $now): ?LockRecord
{
    $existing = $this->findByResource($resource);

    if ($existing === null) {
        // 无锁——INSERT（竞争时可能失败；调用者获得 null 后重试）
        $this->executor->execute(
            'INSERT INTO distributed_locks (resource, owner, expires_at, acquired_at) VALUES (?, ?, ?, ?)',
            [$resource, $owner, $expiresAt, $now],
        );
        return $this->findByResource($resource);
    }

    if ($existing->isExpired($now) || $existing->owner === $owner) {
        // 已过期（陈旧）或同一所有者重新获取——UPDATE 以接管
        $this->executor->execute(
            'UPDATE distributed_locks SET owner = ?, expires_at = ?, acquired_at = ? WHERE resource = ?',
            [$owner, $expiresAt, $now, $resource],
        );
        return $this->findByResource($resource);
    }

    // 被另一所有者持有且仍有效——无法获取
    return null;
}

返回值约定：

成功时返回 LockRecord（API 响应中 acquired: true）
锁被另一所有者持有时返回 null（acquired: false）

强制所有者释放

只有所有者可以释放。所有者不匹配时返回 403（而非 404），告知调用者锁存在但他们不持有它：

php

return match ($result) {
    ReleaseResult::Released  => $this->json->create([], 204),
    ReleaseResult::NotFound  => $this->problems->create($request, 'not-found', 'Lock not found.', 404, ''),
    ReleaseResult::Forbidden => $this->problems->create($request, 'forbidden', 'Owner mismatch.', 403, ''),
};

TTL 续期

长时间运行的任务需要在锁过期前延长它。只有当前所有者可以续期——错误所有者的续期请求返回 409（而非 403），因为这表示状态冲突而非权限拒绝：

php

if ($existing->isExpired($now)) {
    return null; // → 409：无法续期已过期的锁（其他人现在可能持有它）
}
if ($existing->owner !== $owner) {
    return null; // → 409：所有者错误
}
// 延长 expires_at

陈旧锁检测

LockRecord::isExpired() 将当前时间与 expires_at 进行比较：

php

public function isExpired(string $now): bool
{
    return $now >= $this->expiresAt;
}

这意味着 GET /locks/{resource} 对已过期的锁返回 404（将过期视为不存在），而 POST /locks/{resource} 允许新所有者获取已过期的锁。

设计决策

为什么不用 Redis SETNX？ Redis 在单个命令中提供带 TTL 的原子 SETNX，是高吞吐量锁定的生产标准。基于数据库的锁部署更简单（无需额外服务），与其余事务数据保持一致，对于中低竞争场景（后台任务、报告生成、批量处理）足够使用。

为什么不在重新获取时使用 DELETE+INSERT？ UPDATE 保留行 ID 且是原子的。DELETE+INSERT 会创建一个短暂的窗口，此时没有锁行存在，允许并发进程 INSERT 并窃取锁。

为什么将 acquired_at 和 expires_at 分开？acquired_at 是最后建立所有权的时间戳（用于审计）。expires_at 在续期时更改。分开存储避免了歧义。

非阻塞设计 锁端点立即返回 acquired: false，而不是阻塞等待锁可用。调用者根据自己的超时需求实现重试策略（指数退避、死信队列等）。

分布式锁 ​

核心概念 ​

数据库结构 ​

获取逻辑 ​

强制所有者释放 ​

TTL 续期 ​

陈旧锁检测 ​

设计决策 ​