.NET应用中的高效分布式同步解决方案

郑子铭

发布于 2025-07-26 10:46:34

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前言

在分布式系统中，多个线程、进程或服务之间常常需要并发访问共享资源，这就带来了数据同步与一致性的挑战。今天大姚给大家分享一个.NET应用中的高效分布式同步解决方案：DistributedLock。

项目介绍

DistributedLock 是一个 .NET 开源的库，它基于多种底层技术提供了强大且易于使用的分布式互斥锁、读写锁和信号量。确保多个线程、进程或服务能够安全、协调地访问共享资源，防止竞态条件，维护数据一致性。

多种技术的实现方案

DistributedLock 提供了基于多种技术的实现方案，你可以单独安装所需的实现包，也可以直接安装 DistributedLock NuGet 包使用。

项目源代码

DistributedLock 包安装

在 NuGet 包管理器中搜索：DistributedLock 安装。

在 ASP.NET Core 应用中使用

对于使用依赖注入的应用程序，DistributedLock 的提供程序可以轻松地将锁（或其他原语）名称的规范与其其他设置（如数据库连接字符串）分离开来。例如，在一个 ASP.NET Core 应用程序中，你可以这样做：

Program.cs 中注册

        var builder = WebApplication.CreateBuilder(args);

        // Add services to the container.
        builder.Services.AddRazorPages();

        // 注册一个单例的 IDistributedLockProvider，使用 Postgres 作为底层实现
        builder.Services.AddSingleton<IDistributedLockProvider>(_ => new PostgresDistributedSynchronizationProvider(myConnectionString));
        builder.Services.AddTransient<UserAccountService>();

对账户进行同步的初始化操作

    public class UserAccountService
    {
        private readonly IDistributedLockProvider _synchronizationProvider;

        /// <summary>
        /// 构造函数，接受 IDistributedLockProvider 的注入
        /// </summary>
        /// <param name="synchronizationProvider">synchronizationProvider</param>
        public UserAccountService(IDistributedLockProvider synchronizationProvider)
        {
            this._synchronizationProvider = synchronizationProvider; // 将注入的 IDistributedLockProvider 赋值给私有字段
        }

        public void InitializeUserAccount(int id)
        {
            // 使用提供者来构造一个锁
            var currentLock = this._synchronizationProvider.CreateLock($"UserAccount{id}"); // 根据用户账户ID创建一个锁
            using (currentLock.Acquire()) // 获取锁，并在 using 块结束时自动释放
            {
                // 执行操作（在锁保护下）
            }

            // 或者，对于常见用例，扩展方法允许通过单个调用来完成此操作
            using (this._synchronizationProvider.AcquireLock($"UserAccount{id}")) // 直接使用提供者的扩展方法来获取并释放锁
            {
                // 执行操作（在锁保护下）
            }
        }
    }

基于 Redis 实现的分布式锁

DistributedLock.Redis 包提供了基于 Redis 实现的分布式锁功能，如下所示：

实现说明：https://redis.io/docs/latest/develop/use/patterns/distributed-locks

            var connectionString = "redis链接";
            var connection = await ConnectionMultiplexer.ConnectAsync(connectionString); // uses StackExchange.Redis
            var currentLock = new RedisDistributedLock("MyLockName", connection.GetDatabase());
            await using (var handle = await currentLock.TryAcquireAsync())
            {
                if (handle != null)
                {
                    //我已经获取了锁
                }
            }

基于 ZooKeeper 实现的分布式锁

DistributedLock.ZooKeeper 包提供过了基于 Apache ZooKeeper 提供的分布式锁功能，如下所示：

实现说明：https://zookeeper.apache.org/doc/r3.1.2/recipes.html

            var currentLock = new ZooKeeperDistributedLock("MyLockName", connectionString);
            await using (await currentLock.AcquireAsync())
            {
                // 我已经获取了锁
            }