分布式锁的由来、特色、及Redis分布式锁的实现详解

什么是分布式锁

要介绍分布式锁，首先要提到与分布式锁相对应的是线程锁、进程锁。

1.线程锁

主要用来给方法、代码块加锁。当某个方法或代码使用锁，在同一时刻仅有一个线程执行该方法或该代码段。线程锁只在同一JVM中有效果，由于线程锁的实如今根本上是依靠线程之间共享内存实现的，好比Synchronized、Lock等。

2.进程锁

为了控制同一操做系统中多个进程访问某个共享资源，由于进程具备独立性，各个进程没法访问其余进程的资源，所以没法经过synchronized等线程锁实现进程锁。

3.分布式锁

当多个进程不在同一个系统中，用分布式锁控制多个进程对资源的访问。

分布式锁的由来

在传统单机部署的状况下，可使用Java并发处理相关的API(如ReentrantLcok或synchronized)进行互斥控制。

可是在分布式系统后，因为分布式系统多线程、多进程而且分布在不一样机器上，这将使原单机并发控制锁策略失效，为了解决这个问题就须要一种跨JVM的互斥机制来控制共享资源的访问，这就是分布式锁的由来。

当多个进程不在同一个系统中，就须要用分布式锁控制多个进程对资源的访问。

分布式锁的特色
首先，为了确保分布式锁可用，咱们至少要确保锁的实现同时知足如下四个条件：

一、互斥性：任意时刻，只能有一个客户端获取锁，不能同时有两个客户端获取到锁。

二、安全性：锁只能被持有该锁的客户端删除，不能由其它客户端删除。

三、死锁：获取锁的客户端由于某些缘由（如down机等）而未能释放锁，其它客户端再也没法获取到该锁。

四、容错：当部分节点（redis节点等）down机时，客户端仍然可以获取锁和释放锁。

分布式锁的具体实现

高并发架构系列：什么是分布式锁？Redis实现分布式锁详解

分布式锁通常有三种实现方式：

1. 数据库乐观锁；
2. 基于ZooKeeper的分布式锁;

3.基于Redis的分布式锁；

Redis实现分布式锁

基于Redis命令：SET key value NX EX max-lock-time

这里补充下： 从2.6.12版本后, 就可使用set来获取锁, Lua 脚原本释放锁。setnx是老黄历了，set命令nx,xx等参数, 是为了实现 setnx 的功能。

1.加锁

public class RedisTool {

private static final String LOCK_SUCCESS = “OK”;

private static final String SET_IF_NOT_EXIST = “NX”;

private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = “PX”;

/**

• 尝试获取分布式锁
• @param jedis Redis客户端
• @param lockKey 锁
• @param requestId 请求标识
• @param expireTime 超期时间
• @return 是否获取成功

*/

public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {

String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {return true;}return false;}

}

jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)

这个set()方法一共有五个形参：

第一个为key，咱们使用key来当锁，由于key是惟一的。

第二个为value，咱们传的是requestId，不少童鞋可能不明白，有key做为锁不就够了吗，为何还要用到value？缘由就是咱们在上面讲到可靠性时，分布式锁要知足第四个条件解铃还须系铃人，经过给value赋值为requestId，咱们就知道这把锁是哪一个请求加的了，在解锁的时候就能够有依据。requestId可使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。

第三个为nxxx，这个参数咱们填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即当key不存在时，咱们进行set操做；若key已经存在，则不作任何操做；

第四个为expx，这个参数咱们传的是PX，意思是咱们要给这个key加一个过时的设置，具体时间由第五个参数决定。

第五个为time，与第四个参数相呼应，表明key的过时时间。

总的来讲，执行上面的set()方法就只会致使两种结果：1. 当前没有锁（key不存在），那么就进行加锁操做，并对锁设置个有效期，同时value表示加锁的客户端。2. 已有锁存在，不作任何操做。

2.解锁

public class RedisTool {

private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;

/**

• 释放分布式锁
• @param jedis Redis客户端
• @param lockKey 锁
• @param requestId 请求标识
• @return 是否释放成功

*/

public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {

String script = “if redis.call(‘get’, KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call(‘del’, KEYS[1]) else return 0 end”;
Object
result = jedis.eval(script,
Collections.singletonList(lockKey),Collections.singletonList(requestId));if
(RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {return true;}return false;}

}

那么这段Lua代码的功能是什么呢？其实很简单，首先获取锁对应的value值，检查是否与requestId相等，若是相等则删除锁（解锁）。