哈喽，大家好，我是指北君。
分布式锁在很多面试中都会提及，那么我们到底要不要了解呢？
1. 前言
分布式应用中，有时我们需要一个方法在同一时间只能被一个线程执行。此时我们有可能会使用到分布式锁。
分布式锁需要具备以下特征：
- 互斥性同一时刻锁只能被一个线程持有。
- 超时释放超时释放主要是用来避免死锁，防止不必要的线程等待和资源浪费
- 可重入性一个线程在持有锁的情况下，可以再次请求加锁
- 高性能，高可用加锁释放锁的操作尽量使用更少的资源，提高性能。同时也要保证高可用，防止分布式锁意外失效
目前比较多的分布式锁有下面的方案：
- 基于数据库实现分布式锁
- 基于缓存（redis， Hazelcast）等实现分布式锁
- 基于Zookeeper实现分布式锁
2. 数据库分布式锁
2.1基于表记录的分布式锁
在数据库中创建一个锁表，并且在需要的字段上创建唯一索引，使用锁的时候就插入数据，插入成功则获得锁，执行结束后，就删除数据。也可以加上version控制，使之成为乐观锁。
- 获取锁：成功插入数据
- 执行业务逻辑
- 释放锁：删除数据
2.2基于数据库行锁的分布式锁
使用select * For update来获取数据库数据锁， where之后的条件加入唯一索引，则表示使用了行锁。其分布式锁使用顺序如下。
- 获取锁：SELECT * FROM database_lock WHERE id = 1 FOR UPDATE;。
- 执行业务逻辑。
- 释放锁：COMMIT。
3.Zookeeper分布式锁
Zookeepe可以实现分布式锁主要是因为多个线程去Zookpeeper中创建同一个节点时，只有一个线程可以创建成功。
Zookeeper中有临时节点，持久化节点。其中临时节点在服务端session失效后，节点就会被删除。相对而言，持久化节点在服务端session失效后，也不会被删除，而是需要客户端主动删除。
在上述类型系节点之后增加一个数字后缀，即路径+数字后缀，这样可以保证其唯一性和有序性。
其分布式锁实现原理如下：
- 创建一个lock目录给分布式锁使用
- 某个线程想要获取锁就在此目录下创建临时顺序节点
- 获取此目录下的所有子节点，然后查找比自己序号小的节点，如果不存在，则当前线程创建的节点是最小节点，此时获得锁。
- 其他线程想要获取锁，同样是创建临时有序节点，如果是最小序号节点则获得锁，否则监听比自己小的次小节点。
- 持有分布式锁的线程操作完成之后，删除自己的临时节点，次大节点监听到变更事件之后，判断自己是最小序号节点的话，则获得锁。
Zookeeper实现分布式锁具有高可用，可重入，阻塞等特点，由于临时节点在客户端断开的时候就会被自动删除，所以不用担心死锁问题。但是频繁删除和创建节点，性能上会比Redis分布式锁低。
4 Redis分布式锁
4.1 SETNX
setnx命令只会在key不存在的情况下将key设置为value值， 其中key和 value值均可以设置成和业务相关的的命名。但是不满足超时释放的要求。
如果使用expire设置过期时间，也有可能在setnx成功后，由于各种原因，expire没有执行成功，从而导致锁不能超时释放。
4.2 SETNX 扩展命令
set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
#EX 设置过期时间，单位为秒 set lock VALUE EX 10
#PX 设置过期时间，单位为毫秒 set lock VALUE PX 10000
#NX key不存在时才设置key的值 set lock VALUE EX 10 NX
#XX key存在时才设置key SET lock VALUE EX 10 XX
set 扩展命令可以完全取代 SETNX, SETEX, PSETEX 等功能。
可以使用set扩展功能完成设置过期时间, 并且是原子操作。
上述分布式锁也有一些问题：
- 如果线程获取锁之后，执行时间过长，锁提前释放。
- 如果线程A未执行完操作，锁超时释放，此时线程B又获取了锁。线程B持有锁，但是A线程有可能执行DEL操作释放锁。
需要避免在长时间执行的任务中使用上述分布式锁，而且未按时执行完的线程不影响其最终结果。另外可以在锁的value设置一些唯一值，删除key之前验证是否持有锁。并且验证和删除需要使用Lua脚本保证其删除操作的原子性。
上述分布式锁还需要解决一个可重入性的问题。
4.3 Redisson 分布式锁
Redisson是基于Redis的Java内存数据网格，充分利用了Redis键值数据库提供的一系列优势。同时提供功能丰富的分布式锁。
Resisson内部会有一个监控锁的守护线程，在redisson实例被关闭前，不断延长锁的有效期。并且可以自定义超时检查时间间隔，同时还可以指定加锁时间。另外还支持公平锁（Fair Lock），联锁（MultiLock），红锁（RedLock）,读写锁（ReadWriteLock）以及RSemaphore和RCountDownLatch等类似Java提供的各种多线程工具等。
其中RedLock是基于多个Redis集群关联的锁，可以大大提高锁的可用性及安全性。
关于Redisson，我们后续的文章会继续讲到，尽请期待!
分布式应用中，有时我们需要一个方法在同一时间只能被一个线程执行。此时我们有可能会使用到分布式锁。
