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為什么要使用分布式鎖？為了保證一個方法在高并發(fā)情況下的同一時間只能被同一個線程執(zhí)行，在傳統(tǒng)單體應(yīng)用單機部署的情況下，可以使用Java并發(fā)處理相關(guān)的API(如ReentrantLcok或synchronized)進行互斥控制。但是，隨著業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，原單體單機部署的系統(tǒng)被演化成分布式系統(tǒng)后，由于分布式系統(tǒng)多線程、多進程并且分布在不同機器上，這將使原單機部署情況下的并發(fā)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，這就是分布式鎖要解決的問題。

下面介紹JAVA分布式鎖的三種常用實現(xiàn)方式：

1.基于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)分布式鎖

要實現(xiàn)分布式鎖，最簡單的方式可能就是直接創(chuàng)建一張鎖表，然后通過操作該表中的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)了。當(dāng)我們要鎖住某個方法或資源時，我們就在該表中增加一條記錄，想要釋放鎖的時候就刪除這條記錄.

具體操作就是在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建一個表，表中包含方法名等字段，并在方法名字段上創(chuàng)建唯一索引，想要執(zhí)行某個方法，就使用這個方法名向表中插入數(shù)據(jù)，成功插入則獲取鎖，執(zhí)行完成后刪除對應(yīng)的行數(shù)據(jù)釋放鎖。

上面這種簡單的實現(xiàn)有以下幾個問題：

1、這把鎖強依賴數(shù)據(jù)庫的可用性，數(shù)據(jù)庫是一個單點，一旦數(shù)據(jù)庫掛掉，會導(dǎo)致業(yè)務(wù)系統(tǒng)不可用。

2、這把鎖沒有失效時間，一旦解鎖操作失敗，就會導(dǎo)致鎖記錄一直在數(shù)據(jù)庫中，其他線程無法再獲得到鎖。

3、這把鎖只能是非阻塞的，因為數(shù)據(jù)的insert操作，一旦插入失敗就會直接報錯。沒有獲得鎖的線程并不會進入排隊隊列，要想再次獲得鎖就要再次觸發(fā)獲得鎖操作。

4、這把鎖是非重入的，同一個線程在沒有釋放鎖之前無法再次獲得該鎖。因為數(shù)據(jù)中數(shù)據(jù)已經(jīng)存在了。

當(dāng)然，我們也可以有其他方式解決上面的問題。

數(shù)據(jù)庫是單點？搞兩個數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)之前雙向同步。一旦掛掉快速切換到備庫上。

沒有失效時間？只要做一個定時任務(wù)，每隔一定時間把數(shù)據(jù)庫中的超時數(shù)據(jù)清理一遍。

非阻塞的？搞一個while循環(huán)，直到insert成功再返回成功。

非重入的？在數(shù)據(jù)庫表中加個字段，記錄當(dāng)前獲得鎖的機器的主機信息和線程信息，那么下次再獲取鎖的時候先查詢數(shù)據(jù)庫，如果當(dāng)前機器的主機信息和線程信息在數(shù)據(jù)庫可以查到的話，直接把鎖分配給他就可以了。

優(yōu)點：借助數(shù)據(jù)庫，方案簡單。

缺點：在實際實施的過程中會遇到各種不同的問題，為了解決這些問題，實現(xiàn)方式將會越來越復(fù)雜；依賴數(shù)據(jù)庫需要一定的資源開銷，性能問題需要考慮

2.基于Redis實現(xiàn)分布式鎖

在Redis2.6.12版本之前，使用setnx命令設(shè)置key-value、使用expire命令設(shè)置key的過期時間獲取分布式鎖，使用del命令釋放分布式鎖，但是這種實現(xiàn)有如下一些問題：

setnx命令設(shè)置完key-value后，還沒來得及使用expire命令設(shè)置過期時間，當(dāng)前線程掛掉了，會導(dǎo)致當(dāng)前線程設(shè)置的key一直有效，后續(xù)線程無法正常通過setnx獲取鎖，造成死鎖。

出現(xiàn)這個問題是因為兩個命令是分開執(zhí)行并且不具備原子特性，如果能將這兩個命令合二為一就可以解決問題了。在Redis2.6.12版本中實現(xiàn)了這個功能，Redis為set命令增加了一系列選項。也就是說現(xiàn)在set命令就可以實現(xiàn)分布式鎖，下面我們來了解一下set命令（set(keyName, lockValue, "NX", "EX", expireSeconds)）：

1. SET命令是原子性操作，NX指令保證只要當(dāng)key不存在時才會設(shè)置value

2. 設(shè)置的value要有唯一性，來確保鎖不會被誤刪(value=系統(tǒng)時間戳+UUID)

3. 當(dāng)上述命令執(zhí)行返回OK時，客戶端獲取鎖成功，否則失敗

4. 客戶端可以通過redis釋放腳本來釋放鎖（del 命令）

5.如果鎖到達(dá)了最大生存時間將會自動釋放

只有當(dāng)前key的value和傳入的value相同才會執(zhí)行DEL命令。

優(yōu)點：高性能，借助Redis實現(xiàn)比較方便。

缺點：線程獲取鎖后，如果處理時間過長會導(dǎo)致鎖超時失效(失效時間我設(shè)置多長時間為好？如何設(shè)置的失效時間太短，方法沒等執(zhí)行完，鎖就自動釋放了，那么就會產(chǎn)生并發(fā)問題。如果設(shè)置的時間太長，其他獲取鎖的線程就可能要平白的多等一段時間。這個問題使用數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)分布式鎖同樣存在)，所以，通過超時時間來控制鎖的失效時間并不是十分的靠譜。

3.基于Zookeeper實現(xiàn)分布式鎖

ZooKeeper是一個為分布式應(yīng)用提供一致性服務(wù)的開源組件，它內(nèi)部是一個分層的文件系統(tǒng)目錄樹結(jié)構(gòu)，規(guī)定同一個目錄下只能有一個唯一文件名。大致思想即為：每個客戶端對某個方法加鎖時，在zookeeper上的與該方法對應(yīng)的指定節(jié)點的目錄下，生成一個唯一的瞬時有序節(jié)點。判斷是否獲取鎖的方式很簡單，只需要判斷有序節(jié)點中序號最小的一個。當(dāng)釋放鎖的時候，只需將這個瞬時節(jié)點刪除即可。同時，其可以避免服務(wù)宕機導(dǎo)致的鎖無法釋放，而產(chǎn)生的死鎖問題。

基于ZooKeeper實現(xiàn)分布式鎖的步驟如下：

創(chuàng)建一個目錄mylock；

線程A想獲取鎖就在mylock目錄下創(chuàng)建臨時順序節(jié)點；

獲取mylock目錄下所有的子節(jié)點，然后獲取比自己小的兄弟節(jié)點，如果不存在，則說明當(dāng)前線程順序號最小，獲得鎖；

線程B獲取所有節(jié)點，判斷自己不是最小節(jié)點，設(shè)置監(jiān)聽比自己次小的節(jié)點；

線程A處理完，刪除自己的節(jié)點，線程B監(jiān)聽到變更事件，判斷自己是不是最小的節(jié)點，如果是則獲得鎖。

優(yōu)點：具備高可用、可重入、阻塞鎖特性，可解決失效死鎖問題。具體說明如下：

鎖無法釋放，造成死鎖！使用Zookeeper可以有效的解決鎖無法釋放的問題，因為在創(chuàng)建鎖的時候，客戶端會在ZK中創(chuàng)建一個臨時節(jié)點，一旦客戶端獲取到鎖之后突然掛掉（Session連接斷開），那么這個臨時節(jié)點就會自動刪除掉。其他客戶端就可以再次獲得鎖。

阻塞鎖特性！使用Zookeeper可以實現(xiàn)阻塞的鎖，客戶端可以通過在ZK中創(chuàng)建順序節(jié)點，并且在節(jié)點上綁定監(jiān)聽器，一旦節(jié)點有變化，Zookeeper會通知客戶端，客戶端可以檢查自己創(chuàng)建的節(jié)點是不是當(dāng)前所有節(jié)點中序號最小的，如果是，那么自己就獲取到鎖，便可以執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯了。

可重入！使用Zookeeper也可以有效的解決不可重入的問題，客戶端在創(chuàng)建節(jié)點的時候，把當(dāng)前客戶端的主機信息和線程信息直接寫入到節(jié)點中，下次想要獲取鎖的時候和當(dāng)前最小的節(jié)點中的數(shù)據(jù)比對一下就可以了。如果和自己的信息一樣，那么自己直接獲取到鎖，如果不一樣就再創(chuàng)建一個臨時的順序節(jié)點，參與排隊。

單點問題？使用Zookeeper可以有效的解決單點問題，ZK是集群部署的，只要集群中有半數(shù)以上的機器存活，就可以對外提供服務(wù)。

缺點：因為需要頻繁的創(chuàng)建和刪除節(jié)點，性能上不如Redis方式。

4.總結(jié)

上面幾種方式，哪種方式都無法做到完美。就像CAP一樣，在復(fù)雜性、可靠性、性能等方面無法同時滿足，所以，根據(jù)不同的應(yīng)用場景選擇最適合自己的才是王道。

結(jié)語

就以這段話自勉、共勉吧。越努力、越幸運，如果你不是官二代、富二代、紅二代，那么請記?。呵趭^才是改變你命運的唯一捷徑。

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