分布式锁

分布式锁就是指在分布式系统或集群模式下，多进程可见并且互斥的锁。

分布式锁需要满足以下5个特点：

• 多进程可见
• 互斥
• 高可用
• 高性能
• 安全性

分布式锁的实现方式

分布式锁的核心是实现多线程互斥。实现方式主要有三种：

	MySQL	Redis	ZooKeeper
互斥	利用MySQL的互斥锁机制	利用setnx这样的互斥命令	利用其节点的唯一和有序性实现
高可用	好	好	好
高性能	一般	好	一般
安全性	断开连接,自动释放锁	利用过期时间释放锁	断开连接,自动释放锁

Redis的分布式锁

Redis的分布式锁是通过setnx命令来实现的。setnx命令的全称是set if not exist，即只有当key不存在时才会设置成功。

而实现分布锁需要实现两个基本方法：

• 获取锁：
  • 通过setnx命令来获取锁，如果获取成功则返回true，否则返回false。
  • 示例：注意下面锁key和value需要根据业务进行设计

解决误删问题-获取锁

• 为了避免不同线程间出现误删锁的情况，这里将s线程Id作为锁的value。
• 同时避免集群环境下可能存在线程Id重复问题，使用UUID生成前缀，防止线程Id重复问题。

    // 通过UUID生成唯一id作为前缀，防止线程ID重复问题
    private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";
    public boolean tryLock(long timeoutSec) {
        String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
        return Boolean.TRUE.equals(flag);
    }

• 释放锁：
  • 手动释放：通过del命令来释放锁。
  • 超时释放：设置过期时间，过期自动释放锁。
  • 示例：

解决误删问题-释放锁

在释放锁时需要注意，必须要保证只有锁的持有者才能释放锁，否则可能会出现误删锁的情况。

• 这里是根据线程Id来判断是否是锁的持有者，如果是持有者才会删除锁，否则不做任何操作。

    public void unlock() {
        // 获取线程标识
        String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
        // 获取锁存入的标识
        String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);
        if(threadId.equals(id)) {
            stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
        }
    }

解决误删问题-原子性问题

上面虽然解决了误删问题，但是因为两条命令不具有原子性，所以在高并发的情况下，可能会出现以下情况：

1. 线程A获取锁成功，执行到释放锁的第一条命令时，线程A被挂起了，此时锁的过期时间到了，锁被自动释放了。
2. 线程B获取锁成功，执行到释放锁的第一条命令时，线程B被挂起了，此时锁的过期时间到了，锁被自动释放了。
3. 线程A恢复执行，执行到释放锁的第二条命令时，线程A删除了线程B的锁。
4. 线程B恢复执行，执行到释放锁的第二条命令时，线程B删除了线程A的锁。

• 简单来说就是，在获取完锁标识，线程被挂起，此时正好key过期，导致删锁时删的是别人的锁。

因此在高并发的情况下，可能会出现误删锁的情况。为了解决这个问题，可以使用Lua脚本来保证获取锁和释放锁的原子性。