柚子快報激活碼778899分享：lua 【Redis】分布式鎖

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經(jīng)過上節(jié)課的演示，可以發(fā)現(xiàn)在集群模式下synchronized鎖失效了，synchronized只能保證單個JVM內(nèi)部的多個線程之間的互斥，而沒有辦法讓我們集群下的多個JVM進程之間互斥，要想解決這個問題，我們必須使用分布式鎖。

文章目錄

一、基本原理二、實現(xiàn)方式對比

一、基本原理

分布式鎖：滿足分布式系統(tǒng)或集群模式下多進程可見并且互斥的鎖。

分布式鎖的核心思想就是讓大家都使用同一把鎖，只要大家使用的是同一把鎖，那么我們就能鎖住線程，不讓線程進行，讓程序串行執(zhí)行，這就是分布式鎖的核心思路

那么分布式鎖他應(yīng)該滿足一些什么樣的條件呢？

可見性：多個線程都能看到相同的結(jié)果，注意：這個地方說的可見性并不是并發(fā)編程中指的內(nèi)存可見性，只是說多個進程之間都能感知到變化的意思。例如redis。其實只要是JVM外部的基本上都可以做到多線程可見，用MySQL也可以，因此這個很容易做到。比較難的就是互斥。

互斥：即不管誰來訪問你只有1個人能拿到，其他人都是失敗。互斥是分布式鎖的最基本的條件，使得程序串行執(zhí)行

高可用：獲取鎖的時候都能是成功的，程序不易崩潰，時時刻刻都保證較高的可用性

高性能：由于加鎖(串行執(zhí)行)本身就讓性能降低，所有對于分布式鎖本身需要他就較高的加鎖性能和釋放鎖性能

安全性：安全也是程序中必不可少的一環(huán)，即獲取鎖的時候需要考慮到一些異常的情況，例如獲取鎖的時候還沒有釋放，程序就掛了怎么辦？會不會產(chǎn)生死鎖？等問題

以上這五個是分布式鎖要滿足的基本的特性，除了這些以外，還有一些功能性的特征，你可以滿足也可以不滿足，例如是不是能滿足可重入性，你獲取鎖的時候是阻塞的還是非阻塞的，你是公平鎖還是非公平鎖？等等，這些都是功能上的一些特性，這里我們不作為重點去討論。

接下來我們討論在不同的分布式鎖實現(xiàn)方案中它是如何實現(xiàn)互斥的、有什么差異、它是如何保證高可用性的、高性能、以及它的安全性如何，這是我們重點要去對比的幾個點。

二、實現(xiàn)方式對比

常見的分布式鎖有三種

Mysql：MySQL數(shù)據(jù)庫或者其他的數(shù)據(jù)庫，都具備事務(wù)機制，那么當(dāng)事務(wù)執(zhí)行的時候，或者說我們在執(zhí)行寫操作的時候，MySQL就會自動給你分配一個互斥的鎖，這樣一來在多個事務(wù)之間就是互斥的，只有一個人能去執(zhí)行，因此我們完全就能接于這個原理來實現(xiàn)一把鎖。

我們可以在需要實現(xiàn)分布式鎖的業(yè)務(wù)的地方，在業(yè)務(wù)執(zhí)行前，先去MySQL中申請一個互斥鎖，然后去執(zhí)行我們的業(yè)務(wù)。當(dāng)業(yè)務(wù)執(zhí)行完后，我們?nèi)ヌ峤皇聞?wù)，這樣一來鎖就釋放了。當(dāng)我們的業(yè)務(wù)拋了異常的時候，它會自動觸發(fā)回滾、鎖也就釋放了。

這樣一來互斥效果、鎖釋放就都很容易實現(xiàn)了。

mysql實現(xiàn)的方式就是利用MySQL本身的互斥鎖做。它的可用性依賴于MySQL本身的可用性，由于MySQL是支持主從模式的，因此可用性應(yīng)該說還是不錯的。但是由于mysql性能本身一般，所以采用分布式鎖的情況下，其實使用mysql作為分布式鎖比較少見。

安全性：一旦出現(xiàn)異常，這個鎖能不能及時釋放呢？其實是可以的，因為在MySQL中是利用事務(wù)機制獲取的鎖，但是一旦你系統(tǒng)崩潰了，其實連接斷開后鎖是會自動釋放的，數(shù)據(jù)也會回滾

Redis：redis作為分布式鎖是非常常見的一種使用方式，現(xiàn)在企業(yè)級開發(fā)中基本都使用redis或者zookeeper作為分布式鎖，利用setnx這個命令，如果插入key成功，則表示獲得到了鎖，如果有人插入成功，其他人插入失敗則表示無法獲得到鎖，利用這套邏輯來實現(xiàn)分布式鎖。

可用性：redis不僅僅支持主從，它還支持集群模式，所以它的可用性是可以得到保障的。

高性能：性能更不用講了，redis性能是遠遠好于MySQL的，因此它執(zhí)行分布式鎖的性能也是非常好的。

安全性：一旦出現(xiàn)異常，這個鎖能不能及時釋放呢？這個就必須了，因為我們利用setnx是設(shè)置了一個key到redis中，如果服務(wù)宕機了，將來沒有人去執(zhí)行刪除的動作，key一直在那里，鎖得不到釋放，這樣一來其他人也拿不到鎖，就產(chǎn)生類似于死鎖的效果的，就出現(xiàn)問題了。因此為了解決這個問題，我們再利用setnx獲取鎖的時候，必須想一個辦法，將來一旦出現(xiàn)故障，鎖也能釋放。這個辦法就是利用redis的key的過期機制。

不過這個鎖的釋放時間設(shè)置多長呢？，如果太長了，那這個鎖無效等待時間就會比較多；但如果設(shè)置太短了，萬一我的業(yè)務(wù)還沒執(zhí)行完呢？所以說這種方式做安全性的一個保證是可以做的，但是還需要去完善，具體怎么解決后面會講。

Zookeeper：zookeeper也是企業(yè)級開發(fā)中較好的一個實現(xiàn)分布式鎖的方案，它鎖的原理其實是利用了內(nèi)部的節(jié)點機制。

Zookeeper內(nèi)部它可以去創(chuàng)建這種數(shù)據(jù)節(jié)點的，而節(jié)點具備這種唯一性和有序性，另外還可以創(chuàng)建這種臨時節(jié)點。

所謂的唯一性就是：我們?nèi)?chuàng)建節(jié)點的時候節(jié)點不能重復(fù)。

有序性：每創(chuàng)建一個節(jié)點ip就是遞增的。

這里我們可以利用有序性來實現(xiàn)互斥，比如說我們現(xiàn)在有很多線程都從Zookeeper中創(chuàng)建節(jié)點，這樣一來每一個節(jié)點它的id是不是就是單調(diào)遞增的。如果我們約定id最小的那個它就算是獲取成功，這樣一來就實現(xiàn)互斥了，因為最小的只有一個。

當(dāng)然你也可以利用唯一性，比如大家都去創(chuàng)建節(jié)點，并且節(jié)點名稱大家都是一樣的，這樣一來是不是只有一個人成功，所以也可以。

但一般情況下我們都是利用可續(xù)行去實現(xiàn)這種互斥。

釋放鎖：你講節(jié)點刪除你就不是最小的了，此時另外一個人就變成最小的了。

可用性：Zookeeper本身也是支持集群的，因此它的可用性很好。

而性能上的話，Zookeeper集群強調(diào)的是強的一致性，而這種強的一致性就會導(dǎo)致它的主從之間做數(shù)據(jù)同步就會消耗一定的時間，所以它的性能相對來講要比redis差一些。

而安全型它做的很好，因為它創(chuàng)建的節(jié)點往往是臨時節(jié)點，這時候一旦出現(xiàn)故障，例如宕機了，斷開后它的節(jié)點就會自動釋放，所以鎖也就釋放了，所以這塊其實也不用考慮。

因此從安全性考慮，Zookeeper和MySQL它們兩個原理基本上類似，所以安全性是比較好的，比redis要好一些，redis只能利用超時機制來做。

但是從可用性和性能上來講，redis是非常好的。因此接下來我們就會帶著大家學(xué)一下，如何基于redis來去實現(xiàn)分布式鎖。

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