面试中如何回答分布式锁的实现

实现分布式锁的方法主要有四种：

• 数据库唯一索引
• Redis的SETNX指令
• Redis实现的RedLock算法
• ZooKeeper的临时有序节点

第一种是通过数据库唯一索引，通过往数据库中插入唯一索引表示获取到锁，删除该唯一索引表示释放该锁。唯一索引可以保证当前数据库中该索引是唯一的。那么就可以使用这个唯一索引来判断数据是否处于锁定状态。但是数据库唯一索引没法设置过期时间，一旦解锁失败其它进程就没法再获取锁了。另外这种方式实现的锁是不可重入的，也就是已经获得该锁的进程也必须重新获取该锁。

因此，就有了第二种方式，通过Redis的SETNX(set if not exist) 命令实现，使用setnx指令往redis数据库中插入一个键值对，如果key已经存在则插入失败，表示获取锁失败，插入成功表示成功获取锁。setnx指令和数据库唯一索引类似，可以保证数据库中同时只存在一个Key的键值对，那么这个Key的键值对就可以用来判断数据是否处于锁定状态。与数据库唯一索引不同的是，redis可以为键值对设置过期时间，这样就可以避免出现数据库中唯一索引释放锁失败的问题。

然而，Redis的setnx方式是在单例Redis上实现的分布式锁，一旦这个Redis数据库崩溃，既出现单点故障，分布式锁的服务就无法使用了。为了解决这个问题，Redis的RedLock算法和Zookeeper实现的分布式锁被提出来。

首先我们先来讲一下Redis实现的RedLock算法。RedLock算法使用了多个Redis实例来实现分布式锁，这样就可以保证单点发生故障的时候依然可用。RedLock算法尝试从N个相互独立的Redis实例中获取锁，当客户端获取锁消耗的时间小于锁的过期时间，并且从（N/2+1）实例上获取了锁，说明这个客户端获取到锁。否则，则需要到每个实例上将获取到的锁释放掉。

采用ZooKeeper实现的分布式锁主要使用的是Zookeeper中的临时有序节点。首先创建一个锁目录/lock，然后客户端需要获取锁的时候，就在锁目录/lock下创建临时且有序的子节点。之后客户端获取锁目录/lock下的子节点列表，判断自己创建的子节点是不是当前子节点列表的最小节点，如果是就表示获取到锁。否则设置一个监听器监听自己的前一个节点，获取子节点的变更通知后重复该步骤直至获取到锁。执行完业务代码后会删除掉对应的子节点表示释放锁。