在很多場景中，我們為了保證數據的最終一致性，需要很多的技術方案來支持，比如分布式事務、分布式鎖等。那具體什么是分布式鎖，分布式鎖應用在哪些業務場景、如何來實現分布式鎖呢？今天來探討分布式鎖這個話題。
什么是分布式鎖
要介紹分布式鎖，首先要提到與分布式鎖相對應的是線程鎖、進程鎖。
1.線程鎖
主要用來給方法、代碼塊加鎖。當某個方法或代碼使用鎖，在同一時刻僅有一個線程執行該方法或該代碼段。線程鎖只在同一JVM中有效果，因為線程鎖的實現在根本上是依靠線程之間共享內存實現的，比如Synchronized、Lock等。
2.進程鎖
為了控制同一操作系統中多個進程訪問某個共享資源，因為進程具有獨立性，各個進程無法訪問其他進程的資源，因此無法通過synchronized等線程鎖實現進程鎖。
3.分布式鎖
當多個進程不在同一個系統中，用分布式鎖控制多個進程對資源的訪問。
分布式鎖的由來
在傳統單機部署的情況下，可以使用Java並發處理相關的API(如ReentrantLcok或synchronized)進行互斥控制。
但是在分布式系統后，由於分布式系統多線程、多進程並且分布在不同機器上，這將使原單機並發控制鎖策略失效，為了解決這個問題就需要一種跨JVM的互斥機制來控制共享資源的訪問，這就是分布式鎖的由來。
當多個進程不在同一個系統中，就需要用分布式鎖控制多個進程對資源的訪問。
分布式鎖的特點
首先，為了確保分布式鎖可用，我們至少要確保鎖的實現同時滿足以下四個條件：
1、互斥性：任意時刻，只能有一個客戶端獲取鎖，不能同時有兩個客戶端獲取到鎖。
2、安全性：鎖只能被持有該鎖的客戶端刪除，不能由其它客戶端刪除。
3、死鎖：獲取鎖的客戶端因為某些原因（如down機等）而未能釋放鎖，其它客戶端再也無法獲取到該鎖。
4、容錯：當部分節點（redis節點等）down機時，客戶端仍然能夠獲取鎖和釋放鎖。
分布式鎖的具體實現
分布式鎖一般有三種實現方式：
-
數據庫樂觀鎖；
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基於ZooKeeper的分布式鎖;
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基於Redis的分布式鎖；
Redis實現分布式鎖
基於Redis命令：SET key value NX EX max-lock-time
這里補充下： 從2.6.12版本后, 就可以使用set來獲取鎖, Lua 腳本來釋放鎖。setnx是老黃歷了，set命令nx,xx等參數, 是為了實現 setnx 的功能。
1.加鎖
public class RedisTool {
private static final String LOCK_SUCCESS = “OK”;
private static final String SET_IF_NOT_EXIST = “NX”;
private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = “PX”;
/* 嘗試獲取分布式鎖
@param jedis Redis客戶端
@param lockKey 鎖
@param requestId 請求標識
@param expireTime 超期時間
@return 是否獲取成功
public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
return true;
}
return false;
}
}
jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)
這個set()方法一共有五個形參：
第一個為key，我們使用key來當鎖，因為key是唯一的。
第二個為value，我們傳的是requestId，很多童鞋可能不明白，有key作為鎖不就夠了嗎，為什么還要用到value？原因就是我們在上面講到可靠性時，分布式鎖要滿足第四個條件解鈴還須系鈴人，通過給value賦值為requestId，我們就知道這把鎖是哪個請求加的了，在解鎖的時候就可以有依據。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。
第三個為nxxx，這個參數我們填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即當key不存在時，我們進行set操作；若key已經存在，則不做任何操作；
第四個為expx，這個參數我們傳的是PX，意思是我們要給這個key加一個過期的設置，具體時間由第五個參數決定。
第五個為time，與第四個參數相呼應，代表key的過期時間。
總的來說，執行上面的set()方法就只會導致兩種結果：
1. 當前沒有鎖（key不存在），那么就進行加鎖操作，並對鎖設置個有效期，同時value表示加鎖的客戶端。
2. 已有鎖存在，不做任何操作。
2.解鎖
public class RedisTool {
private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
/* 釋放分布式鎖
@param jedis Redis客戶端
@param lockKey 鎖
@param requestId 請求標識
@return 是否釋放成功
*/
public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
String script = “if redis.call(‘get’, KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call(‘del’, KEYS[1]) else return 0 end”;
Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey),Collections.singletonList(requestId));
if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
return true;
}
return false;
}
}