在很多場(chǎng)景中，我們?yōu)榱吮ＷC數(shù)據(jù)的最終一致性，需要很多的技術(shù)方案來(lái)支持，比如分布式事務(wù)、分布式鎖等。那具體什么是分布式鎖，分布式鎖應(yīng)用在哪些業(yè)務(wù)場(chǎng)景、如何來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式鎖呢？今天來(lái)探討分布式鎖這個(gè)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(duì)應(yīng)的是線程鎖、進(jìn)程鎖。

1.線程鎖

主要用來(lái)給方法、代碼塊加鎖。當(dāng)某個(gè)方法或代碼使用鎖，在同一時(shí)刻僅有一個(gè)線程執(zhí)行該方法或該代碼段。線程鎖只在同一JVM中有效果，因?yàn)榫€程鎖的實(shí)現(xiàn)在根本上是依靠線程之間共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)的，比如Synchronized、Lock等。

2.進(jìn)程鎖

為了控制同一操作系統(tǒng)中多個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)某個(gè)共享資源，因?yàn)檫M(jìn)程具有獨(dú)立性，各個(gè)進(jìn)程無(wú)法訪問(wèn)其他進(jìn)程的資源，因此無(wú)法通過(guò)synchronized等線程鎖實(shí)現(xiàn)進(jìn)程鎖。

3.分布式鎖

當(dāng)多個(gè)進(jìn)程不在同一個(gè)系統(tǒng)中，用分布式鎖控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的訪問(wèn)。

分布式鎖的由來(lái)

在傳統(tǒng)單機(jī)部署的情況下，可以使用Java并發(fā)處理相關(guān)的API（如ReentrantLcok或synchronized）進(jìn)行互斥控制。

但是在分布式系統(tǒng)后，由于分布式系統(tǒng)多線程、多進(jìn)程并且分布在不同機(jī)器上，這將使原單機(jī)并發(fā)控制鎖策略失效，為了解決這個(gè)問(wèn)題就需要一種跨JVM的互斥機(jī)制來(lái)控制共享資源的訪問(wèn)，這就是分布式鎖的由來(lái)。

當(dāng)多個(gè)進(jìn)程不在同一個(gè)系統(tǒng)中，就需要用分布式鎖控制多個(gè)進(jìn)程對(duì)資源的訪問(wèn)。

分布式鎖的特點(diǎn)

首先，為了確保分布式鎖可用，我們至少要確保鎖的實(shí)現(xiàn)同時(shí)滿足以下四個(gè)條件：

1、互斥性：任意時(shí)刻，只能有一個(gè)客戶端獲取鎖，不能同時(shí)有兩個(gè)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?yàn)槟承┰?#xff08;如down機(jī)等）而未能釋放鎖，其它客戶端再也無(wú)法獲取到該鎖。

4、容錯(cuò)：當(dāng)部分節(jié)點(diǎn)（redis節(jié)點(diǎn)等）down機(jī)時(shí)，客戶端仍然能夠獲取鎖和釋放鎖。

分布式鎖的具體實(shí)現(xiàn)

分布式鎖一般有三種實(shí)現(xiàn)方式：

1. 數(shù)據(jù)庫(kù)樂(lè)觀鎖；

2. 基于ZooKeeper的分布式鎖;

3.基于Redis的分布式鎖；

Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖

基于Redis命令：SET key value NX EX max-lock-time

這里補(bǔ)充下： 從2.6.12版本后, 就可以使用set來(lái)獲取鎖, Lua 腳本來(lái)釋放鎖。setnx是老黃歷了，set命令nx,xx等參數(shù), 是為了實(shí)現(xiàn) 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(qǐng)求標(biāo)識(shí)

* @param expireTime 超期時(shí)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(gè)set（）方法一共有五個(gè)形參：

第一個(gè)為key，我們使用key來(lái)當(dāng)鎖，因?yàn)閗ey是唯一的。

第二個(gè)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?cè)谏厦嬷v到可靠性時(shí)，分布式鎖要滿足第四個(gè)條件解鈴還須系鈴人，通過(guò)給value賦值為requestId，我們就知道這把鎖是哪個(gè)請(qǐng)求加的了，在解鎖的時(shí)候就可以有依據(jù)。requestId可以使用UUID.randomUUID（）.toString（）方法生成。

第三個(gè)為nxxx，這個(gè)參數(shù)我們填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即當(dāng)key不存在時(shí)，我們進(jìn)行set操作；若key已經(jīng)存在，則不做任何操作；

第四個(gè)為expx，這個(gè)參數(shù)我們傳的是PX，意思是我們要給這個(gè)key加一個(gè)過(guò)期的設(shè)置，具體時(shí)間由第五個(gè)參數(shù)決定。

第五個(gè)為time，與第四個(gè)參數(shù)相呼應(yīng)，代表key的過(guò)期時(shí)間。

總的來(lái)說(shuō)，執(zhí)行上面的set（）方法就只會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)果：1. 當(dāng)前沒有鎖（key不存在），那么就進(jìn)行加鎖操作，并對(duì)鎖設(shè)置個(gè)有效期，同時(shí)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(qǐng)求標(biāo)識(shí)

* @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;}

}

那么這段Lua代碼的功能是什么呢？其實(shí)很簡(jiǎn)單，首先獲取鎖對(duì)應(yīng)的value值，檢查是否與requestId相等，如果相等則刪除鎖（解鎖）。

以上就是redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖詳解，除此之外，也可以使用Redission（Redis 的客戶端）集成進(jìn)來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式鎖，也可以使用數(shù)據(jù)庫(kù)等，具體可以參考：

阿里P8架構(gòu)師談：分布式鎖的3種實(shí)現(xiàn)（數(shù)據(jù)庫(kù)、緩存、Zookeeper）

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis系列教程(八)：分布式锁的由来、及Redis分布式锁的实现详解的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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