分布式锁设计

分布式锁即在分布式环境下锁定共享资源，让请求处理串行化，实际表现为互斥锁。分布式锁能够解决业务中的幂等性问题。

在用户对商品下单的时候，若是商户正在对商品改价，同时用户正在支付，就可能发生并发问题，这个时候就须要串行化操做，防止出现业务问题。

分布式锁要解决的几个问题：

• 互斥性，同一时刻只能有一台服务器能访问资源
• 安全性，锁只能被持有该锁的客户端删除或者释放
• 容错，在服务器宕机的时候，锁仍能获得释放或者其余服务器能够进行加锁
• 避免死锁

分布式锁设计目标：

• 强一致性
• 服务高可用，系统稳健
• 锁自动续约及自动释放
• 代码高度抽象与业务接入简单
• 可监控管理

Redis实现

参考我早先写的Redis实现分布式锁

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
复制代码

官方建议redis使用redlock算法来保证，可是redlock算法至少须要3台redis主从实例来完成，维护成本高，redlock至关于本身实现简单的一致性协议，细节繁琐，且容易出错。关于redLock算法，参考redis分布式锁官方介绍

分布式锁方案对比

	redis	zookeeker	etcd
一致性算法	无	paxos/ZAB	raft
CAP	AP	CP	CP/AP
高可用	主从	N+1可用(奇数个)	N+1可用
接口类型	客户端	客户端	http/grpc
实现	set命令	临时节点	restful API

关于分布式一致性协议，参考我以前的整理：几种常见的分布式一致性协议介绍

• redis没法保证数据一致性
• zk的性能比较差，扩展能力，社区活跃度低于etcd(ZK比较成熟)
• 能够选择基于etcd，付费文章-分布式锁的最佳实践之：基于 Etcd 的分布式锁

基于ectd的分布式锁流程：

• 多个客户端同时到etcd获取同一把锁，可是只能有一个客户端能获取到锁
• 在获取锁的时候，请求中会设置过时时间，获取到锁以后etcd会生成uuid做为惟一凭证
• 后台新启动一个线程，不断的刷新锁的租期

产品要想真正投入使用，要作一些兼容性测试：

• 集群下停掉某个节点观察是否正常工做
• 当只有一个节点时会发生什么状况，(etcd读会停机，写入正常)
• 理论上不是多节点同时停机，线上服务是不会受影响的

etcdV3版本提供gRPC接口，自然提供分布式锁的功能，只需申请锁，释放锁，不用关心锁的租期问题。

分布式锁注意点

• 分布式锁只是同一天然时间的互斥锁，自己不解决幂等性问题 ==> 业务问题
• 锁没有按照预期续租，可能会这种状况。好比网络问题，好比GC回收时间比较长 ==> 极端状况
• etcd内部选主的时候，去拿锁是拿不到的。 ==> etcd内部问题