夜深人靜了，咱們來學學分佈式鎖

記錄一下今天的文章開始寫的時間00:53，夜深人靜了，咱們來學一下分佈式鎖，咱們要悄悄地學習，而後經驗全部人。

什麼是分佈式鎖？分佈式鎖又能夠解決哪些問題呢？

在咱們的系統尚未使用分佈式架構的時候，咱們能夠用同步鎖或者Lock鎖，來保證多線程併發的時候，同一時間只有一個線程修改共享變量或者執行代碼塊，可是當咱們如今大部分系統都是分佈式集羣部署的，單純的同步鎖和Lock鎖只能保證單個實例上的數據一致性，多實例就失去了做用。

這個時候就須要使用分佈式鎖來保證共享資源的原子性，好比咱們電商系統裏面的扣減庫存，當單量小的時候問題不大，若是單量很大，同一時間多個實例都在併發處理扣減庫存的業務的時候，就可能存在超賣的問題。

分佈式鎖的實現？

常見的分佈式鎖有數據庫實現分佈式鎖、Zookeeper實現分佈式鎖、Redis實現分佈式鎖、Redisson實現。其中數據庫實現分佈式鎖比較簡單，也很容易理解，直接基於數據庫實現就能夠了，在一些分佈式的業務中也常用，可是這種方式也是效率最低的，通常是不使用的，咱們就着重介紹一下其餘三種方式的實現。

Zookeeper實現分佈式鎖

使用Zookeeper來實現分佈式鎖就比較常見，好比不少項目就使用Zookeeper做爲分佈式註冊中心，就喜歡用Zookeeper來實現分佈式鎖，這主要是藉助於Zookeeper的兩大特性：順序臨時節點、Watch機制。

順序臨時節點：熟悉Zookeeper的同窗都知道，Zookeeper提供了多層級的節點命名空間，每一個節點都是用斜槓分隔的路徑來表示，相似於咱們的文件夾。節點又分爲持久節點和臨時節點，節點還能夠標記爲有序，當節點被標記爲有序性，這個節點就具備順序自增的特色，咱們就能夠藉助這個特色來建立咱們所需的節點。

Watch機制：Watch機制是Zookeeper另外一個重要的特性，咱們能夠在指定節點上註冊一些Watcher，在一些特定的事情觸發的時候，通知用戶這個事件。

Zookeeper實現分佈式鎖的過程

咱們先建立一個持久節點做爲父節點，每當須要訪問建立分佈式鎖的時候，就在這個父節點下建立相應的臨時的順序子節點，以臨時節點名稱、父節點名稱和順序號組成特色的名稱。在創建子節點後，對父節點下以這個這個子節點名稱開頭的子節點進行排序，判斷剛創建的節點順序號是否是最小的，若是是最小的則獲取鎖，若是不是最小節點，則阻塞等待鎖，而且在獲取該節點的上一順序節點註冊Watcher，等待節點對應的操做得到鎖。

當業務處理完以後，刪除該節點，關閉zk，進而觸發Watcher，釋放該鎖。

上圖就是就是嚴格按照順序訪問的分佈式鎖實現，更多的時候咱們引入一些框架來幫助咱們實現，好比最經常使用的Curator框架，代碼以下：

InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, lockPath);
if ( lock.acquire(maxWait, waitUnit) ) {
    try {
        // 業務處理
    }
    finally{
        lock.release();
    }
}

Zookeeper來實現分佈式鎖自然的優點就是，Zookeeper是集羣實現的，咱們生產環境通常也是集羣部署的，能夠避免單點問題，穩定性較好，能保證每次操做均可以釋放鎖。

缺點就是，頻繁的建立刪除節點，加上註冊watch事件，對於zookeeper集羣的壓力比較大，性能這一塊也比不上Redis實現的分佈式鎖。

Redis實現分佈式鎖

Redis實現的分佈式鎖，最爲複雜，可是性能確是最佳的，因此在對性能要求更高的系統裏，咱們都選擇使用Redis來實現分佈式鎖。利用Redis實現分佈式鎖，通常都是使用SETNX實現，舉個簡單的例子：

public static boolean getDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {

    String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);

    if ("OK".equals(result)) {
         return true;
    }
    return false;
}

SETNX方法保證設置鎖和鎖過時時間的原子性，可是對於鎖的過時時間設置咱們要注意，若是執行業務

時間比較長，咱們設置的過時時間又比較短的狀況下就會形成，業務還沒執行完，鎖已釋放的問題。因此咱們須要根據實際業務處理來評估設置鎖的過時時間，來保證業務能夠正常的處理完。

Redisson實現分佈式鎖

Redisson是架設在Redis基礎上的一個Java駐內存數據網格。Redisson在基於NIO的Netty框架上，充分的利用了Redis鍵值數據庫提供的一系列優點，在Java實用工具包中經常使用接口的基礎上，爲使用者提供了一系列具備分佈式特性的經常使用工具類。性能也比咱們經常使用的jedis好一些。

Redisson不論是單節點模式仍是集羣模式，都很好的實現了分佈式鎖，通常用的多的都是集羣模式，在集羣模式下，Redisson使用RedLock算法，很好的處理了Master節點宕機時切換到另一個Master節點過程當中多個應用得到鎖。

Redisson集羣模式獲取鎖的實現就是，在不一樣節點上獲取鎖，每一個節點上獲取鎖都有超時時間，若是獲取鎖超時就認爲這個節點不可用，當成功獲取鎖的個數超過Redis節點的半數，且獲取鎖消耗的時間還沒超過鎖過時時間，則認爲獲取鎖成功。獲取鎖成功後從新計算鎖釋放時間，由原來的鎖釋放時間減去獲取鎖消耗的時間，若是最終獲取鎖失敗，已經獲取鎖成功的節點也會釋放鎖。

具體的代碼實現：

引入依賴

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.13.1</version>
</dependency>

Redisson配置文件：

@Bean
public RedissonClient redissonClient() {
    Config config = new Config();
    config.useClusterServers()
            .setScanInterval(3000) // 集羣狀態掃描間隔時間，單位是毫秒
            .addNodeAddress("redis://192.168.0.1:6379).setPassword("666")
            .addNodeAddress("redis://192.168.0.2:6379").setPassword("666")
            .addNodeAddress("redis://192.168.0.3:6379")
            .setPassword("666");
    return Redisson.create(config);
}

獲取鎖操做：

long waitTimeout = 10;
long leaseTime = 1;
RLock lock1 = redissonClient1.getLock("lock1");
RLock lock2 = redissonClient2.getLock("lock2");
RLock lock3 = redissonClient3.getLock("lock3");

RedissonRedLock redLock = new RedissonRedLock(lock1, lock2, lock3);

redLock.trylock(waitTimeout,leaseTime,TimeUnit.SECONDS);
try{
    //...
}finally{
    redLock.unlock();
}

總結

實現分佈式鎖的方式不止這三種，最簡單的就是數據庫實現，Zookeeper實現也相對比較簡單，可是性能最好的仍是Redis實現，可是可靠性方面，Zookeeper基於分佈式集羣，具備自然的優點，可靠性相對更高。若是業務場景對性能要求不是很高的時候，優先使用Zookeeper實現分佈式鎖。