前言

今天这篇文章咱们主要来说一说关于分布式锁的内容，相信有不少同学在面试中或多或少的也了解过！ 当然，分布式锁也是我们日常面试必不可少的一道重要知识点。

那么，我们今天就讲讲关于分布式锁的各个细节知识点！ 准备好了吗？

1、什么是分布式锁？

在 JVM 中，在多线程并发的情况下，我们可以使用同步锁或 Lock 锁，保证在同一时间内，只能有一个线程修改共享变量或执行代码块。但现在我们的服务都是基于分布式集群来实现部署的，对于一些共享资源，在分布式环境下使用 Java 锁的方式就失去作用了。

使用数据库实现一个分布式锁比较简单易懂，直接基于数据库实现就行了，不需要再引入第三方中间件，所以这是很多分布式业务实现分布式锁的首选。但是数据库实现的分布式锁在一定程度上，存在性能瓶颈，所以我推荐使用Redis。

2、Redis 实现分布式锁

Redis 实现分布式锁的方式，是使用 SETNX+EXPIRE 组合来实现，在 Redis 2.6.12 版本之前，具体实现代码如下：

public static boolean tryLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {        Long result = jedis.setnx(lockKey, requestId);//设置锁    if (result == 1) {//获取锁成功        // 若在这里程序突然崩溃，则无法设置过期时间，将发生死锁        jedis.expire(lockKey, expireTime);//通过过期时间删除锁        return true;    }    return false;}

这种方式实现的分布式锁，是通过 setnx() 方法设置锁，如果 lockKey 存在，则返回失败，否则返回成功。设置成功之后，为了能在完成同步代码之后成功释放锁，方法中还需要使用 expire() 方法给 lockKey 值设置一个过期时间，确认 key 值删除，避免出现锁无法释放，导致下一个线程无法获取到锁，即死锁问题。

如果程序在设置过期时间之前、设置锁之后出现崩溃，此时如果 lockKey 没有设置过期时间，将会出现死锁问题。

在 Redis 2.6.12 版本后 SETNX 增加了过期时间参数：

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";    /**     * 尝试获取分布式锁     * @param jedis Redis客户端     * @param lockKey 锁     * @param requestId 请求标识     * @param expireTime 超期时间     * @return 是否获取成功     */    public static boolean tryLock(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;    }

我们也可以通过 Lua 脚本来实现锁的设置和过期时间的原子性，再通过 jedis.eval（) 方法运行该脚本：

// 加锁脚本private static final String SCRIPT_LOCK = "if redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]) return 1 else return 0 end";// 解锁脚本private static final String SCRIPT_UNLOCK = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

虽然 SETNX 方法保证了设置锁和过期时间的原子性，但如果我们设置的过期时间比较短，而执行业务时间比较长，就会存在锁代码块失效的问题。我们需要将过期时间设置得足够长，来保证以上问题不会出现。

这个方案是目前最优的分布式锁方案，但如果是在 Redis 集群环境下，依然存在问题。由于 Redis 集群数据同步到各个节点时是异步的，如果在 Master 节点获取到锁后，在没有同步到其它节点时，Master 节点崩溃了，此时新的 Master 节点依然可以获取锁，所以多个应用服务可以同时获取到锁。

3、Redlock 算法

Redisson 由 Redis 官方推出。它不仅提供了一系列的分布式的 Java 常用对象，还提供了许多分布式服务。Redisson 是基于 netty 通信框架实现的，所以支持非阻塞通信，性能相对于我们熟悉的 Jedis 会好一些。

Redisson 中实现了 Redis 分布式锁，且支持单点模式和集群模式。在集群模式下，Redisson 使用了 Redlock 算法，避免在 Master 节点崩溃切换到另外一个 Master 时，多个应用同时获得锁。我们可以通过一个应用服务获取分布式锁的流程，了解下 Redlock 算法的实现：

具体的代码实现如下：

  1. 首先引入 jar 包： org.redisson redisson 3.8.2
  2. 实现 Redisson 的配置文件： @Bean public RedissonClient redissonClient() { Config config = new Config(); config.useClusterServers() .setScanInterval(2000) // 集群状态扫描间隔时间，单位是毫秒 .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7000).setPassword("1") .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7001").setPassword("1") .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7002") .setPassword("1"); return Redisson.create(config); }
  3. 获取锁操作：
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);// 同时加锁：lock1 lock2 lock3// 红锁在大部分节点上加锁成功就算成功，且设置总超时时间以及单个节点超时时间redLock.trylock(waitTimeout,leaseTime,TimeUnit.SECONDS);...redLock.unlock();


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