在分析分布式锁的三种实现方式之前，先了解一下分布式锁应该具备哪些条件： 1. 在分布式系统环境下，一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行； 2. 高可用的获取锁与释放锁； 3. 高性能的获取锁与释放锁； 4. 具备可重入特性； 5. 具备锁失效机制，防止死锁； 6. 具备非阻塞锁特性，即没有获取到锁将直接返回获取锁失败。 分布式的CAP理论告诉我们“任何一个分布式系统都无法同时满足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分区容错性（Partition tolerance），最多只能同时满足两项。”所以，很多系统在设计之初就要对这三者做出取舍。在互联网领域的绝大多数的场景中，都需要牺牲强一致性来换取系统的高可用性，系统往往只需要保证“最终一致性”，只要这个最终时间是在用户可以接受的范围内即可。 通常分布式锁以单独的服务方式实现，目前比较常用的分布式锁实现有三种： * 基于数据库实现分布式锁。 * 基于缓存（redis，memcached，tair）实现分布式锁。 * 基于Zookeeper实现分布式锁。 尽管有这三种方案，但是不同的业务也要根据自己的情况进行选型，他们之间没有最好只有更适合！ #### 1、 基于数据库的实现方式 基于数据库的实现方式的核心思想是：在数据库中创建一个表，表中包含方法名等字段，并在方法名字段上创建唯一索引，想要执行某个方法，就使用这个方法名向表中插入数据，成功插入则获取锁，执行完成后删除对应的行数据释放锁。 创建一个表： ``` DROP TABLE IF EXISTS `method_lock`; CREATE TABLE `method_lock` ( `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主键', `method_name` varchar(64) NOT NULL COMMENT '锁定的方法名', `desc` varchar(255) NOT NULL COMMENT '备注信息', `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP, PRIMARY KEY (`id`), UNIQUE KEY `uidx_method_name` (`method_name`) USING BTREE ) ENGINE=InnoDB AUTO_INCREMENT=3 DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='锁定中的方法'; ``` 想要执行某个方法，就使用这个方法名向表中插入数据： ``` INSERT INTO method_lock (method_name, desc) VALUES ('methodName', '测试的methodName'); ``` 因为我们对method\_name做了唯一性约束，这里如果有多个请求同时提交到数据库的话，数据库会保证只有一个操作可以成功，那么我们就可以认为操作成功的那个线程获得了该方法的锁，可以执行方法体内容。 成功插入则获取锁，执行完成后删除对应的行数据释放锁： ``` delete from method_lock where method_name ='methodName'; ``` 注意：这里只是使用基于数据库的一种方法，使用数据库实现分布式锁还有很多其他的用法可以实现！ 使用基于数据库的这种实现方式很简单，但是对于分布式锁应该具备的条件来说，它有一些问题需要解决及优化： 1. 因为是基于数据库实现的，数据库的可用性和性能将直接影响分布式锁的可用性及性能，所以，数据库需要双机部署、数据同步、主备切换； 2. 不具备可重入的特性，因为同一个线程在释放锁之前，行数据一直存在，无法再次成功插入数据，所以，需要在表中新增一列，用于记录当前获取到锁的机器和线程信息，在再次获取锁的时候，先查询表中机器和线程信息是否和当前机器和线程相同，若相同则直接获取锁； 3. 没有锁失效机制，因为有可能出现成功插入数据后，服务器宕机了，对应的数据没有被删除，当服务恢复后一直获取不到锁，所以，需要在表中新增一列，用于记录失效时间，并且需要有定时任务清除这些失效的数据； 4. 不具备阻塞锁特性，获取不到锁直接返回失败，所以需要优化获取逻辑，循环多次去获取。 5. 在实施的过程中会遇到各种不同的问题，为了解决这些问题，实现方式将会越来越复杂；依赖数据库需要一定的资源开销，性能问题需要考虑。 #### 2、基于Redis的实现方式 选用Redis实现分布式锁原因： 1. Redis有很高的性能； 2. Redis命令对此支持较好，实现起来比较方便; 主要实现方式: 1. SET lock currentTime+expireTime EX 600 NX，使用set设置lock值，并设置过期时间为600秒，如果成功，则获取锁； 2. 获取锁后，如果该节点掉线，则到过期时间ock值自动失效； 3. 释放锁时，使用del删除lock键值； 使用redis单机来做分布式锁服务，可能会出现单点问题，导致服务可用性差，因此在服务稳定性要求高的场合，官方建议使用redis集群（例如5台，成功请求锁超过3台就认为获取锁），来实现redis分布式锁。 优点:性能高，redis可持久化，也能保证数据不易丢失,redis集群方式提高稳定性。 缺点:使用redis主从切换时可能丢失部分数据。 #### 3、基于ZooKeeper的实现方式 ZooKeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的开源组件，它内部是一个分层的文件系统目录树结构，规定同一个目录下只能有一个唯一文件名。基于ZooKeeper实现分布式锁的步骤如下： 1. 创建一个目录mylock； 2. 线程A想获取锁就在mylock目录下创建临时顺序节点； 3. 获取mylock目录下所有的子节点，然后获取比自己小的兄弟节点，如果不存在，则说明当前线程顺序号最小，获得锁； 4. 线程B获取所有节点，判断自己不是最小节点，设置监听比自己次小的节点； 5. 线程A处理完，删除自己的节点，线程B监听到变更事件，判断自己是不是最小的节点，如果是则获得锁。 这里推荐一个Apache的开源库Curator，它是一个ZooKeeper客户端，Curator提供的InterProcessMutex是分布式锁的实现，acquire方法用于获取锁，release方法用于释放锁。 优点：具备高可用、可重入、阻塞锁特性，可解决失效死锁问题。 缺点：因为需要频繁的创建和删除节点，性能上不如Redis方式。 上面的三种实现方式，没有在所有场合都是完美的，所以，应根据不同的应用场景选择最适合的实现方式。 在分布式环境中，对资源进行上锁有时候是很重要的，比如抢购某一资源，这时候使用分布式锁就可以很好地控制资源。