Java 7.4 - 分布式锁

什么是分布式锁？

对于单机多线程，我们使用 ReentrantLock 这类本地锁来控制多个线程对本地共享资源的访问；而对于分布式系统，我们使用 分布式锁 来控制多个服务对共享资源的访问。

分布式锁基本要求：

1、互斥

2、高可用：锁服务时高可用的，即使获取锁的客户端出错，锁也一定会被释放，不影响其他线程对资源的访问。

一般选择基于 Redis 或者 ZooKeeper 实现分布式锁，Redis 更多，这里介绍以 Redis 为例的分布式锁实现。

基于 Redis 实现分布式锁

如何基于 Redis 是先用一个最简单的分布式锁？

Redis 中，SETNX 指令可以为我们实现最简单的分布式锁。

SETNX 即 set if not exist，如果 key 不存在，设置 key 的值；如果 key 存在，什么都不做。

> SETNX lockKey uniqueValue
(integer) 1
> SETNX lockKey uniqueValue
(integer) 0

释放锁，直接通过 DEL 命令删除对应 key 即可。

> DEL lockKey
(integer) 1

为了防止误删其他的锁，我们可以通过 Lua 脚本进行判断；Redis 在执行 Lua 脚本的时候，可以以原子性的方式执行，从而保证锁释放的原子性。

if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end

为什么要给锁设置一个过期时间？

避免锁无法被释放，产生死锁。

127.0.0.1:6379> SET lockKey uniqueValue EX 3 NX
OK

EX 3：过期时间为 3s（对 EX 对应的是 PX，单位为毫秒）

NX：key 值不存在才能成功

一定要保证设置指定 key 的值和过期时间是一个原子操作！！！不然可能出现锁无法被释放的问题。

我们可以使用 Redisson，它有一个看门狗 watch dog 的机制，可以自动给锁续期。

以 Redisson 的分布式可重入锁 RLock 为例来说明如何使用 Redisson 实现分布式锁：

// 1.获取指定的分布式锁对象
RLock lock = redisson.getLock("lock");
// 2.拿锁，具有 Watch Dog ⾃动续期机制
lock.lock();
// 3.执⾏业务
...
// 4.释放锁
lock.unlock();

非常简洁！

Redis 如何解决集群情况下分布式锁的可靠性？

Redis 通常是集群部署的。

解决方案：Redlock

让客户端向 Redis 集群中的多个独立 Redis 实例请求申请加锁，如果能和半数以上的实例完成加锁，那么我们认为客户端加锁成功，否则失败。

即使部分 Redis 节点不可用，只要保证半数以上可用，分布式锁的服务就是正常的。

Redlock 实现复杂，性能差，存在安全性隐患，实际项目中不建议使用 Redlock 来保证 Redis 集群下的分布式锁可靠性。

如果必须要实现可靠的分布式锁的话，可以基于 ZooKeeper 来做，只是性能会比 Redis 单点要差一些。