1.分布式鎖產(chǎn)生的背景

開發(fā)人員很多時候會遇到在一個JVM實例內(nèi)，多個線程要競爭使用具有排它性的共享資源，恰好JDK中提供了如synchronized 、  JUC包中的xxxLock 這些鎖工具，使用它們可以方便我們實現(xiàn)對臨界資源的互斥使用；使用鎖是一種顯式同步的方式，來控制線程間操作發(fā)生相對順序的機制，除此之外其實還有另外一種隱式同步方式，即消息傳遞，但大家似乎對顯式使用鎖的方式更為熟悉一些。

現(xiàn)在的系統(tǒng)大多已演進為分布式的架構(gòu)，如實例內(nèi)多線程要互斥使用臨界資源，分布式情況下多實例之間也存在需要排它的使用共享資源，這個問題就是分布式互斥問題。雖然大佬Lamport 在論文 《Time, clocks, and the ordering of events in a distributed system》中早就證明了使用狀態(tài)機（如共識算法）就能夠去中心化解決多進程互斥問題，但我們還是會更偏向使用分布式鎖，原因大概有以下3點：

• 使用分布式鎖服務(wù)更易于保持現(xiàn)有程序的結(jié)構(gòu)
• 程序員更熟悉用加鎖的方式來同步訪問資源
• 共識算法可能會要求客戶端運行在更多的服務(wù)器上以滿足共識算法要求，而實際只滿足客戶端功能性的需求卻不需要使用這么多服務(wù)器

概括來說，分布式鎖更輕便、更易用、也更節(jié)省資源。

2.使用分布式鎖的目的

使用分布式鎖的目的主要有兩種：

• 效率(Efficiency)：通過鎖來避免多次做重復的工作，計算重復的內(nèi)容等等。這種場景下即便偶然出現(xiàn)多個用戶同時持有鎖，并同時與資源服務(wù)發(fā)生交互，也是可以忍受的。
• 正確性(Correctness)：也就是“安全”，我們希望資源服務(wù)在鎖的保護下能夠做“正確”的事。更嚴謹?shù)恼f，我們希望任一時刻，只有一個用戶能夠訪問資源服務(wù)，而且即便鎖在該用戶與資源服務(wù)交互的中途過期，也不至于破壞資源服務(wù)的一致性。

3.分布式鎖的功能特點

一個分布式鎖應具備這樣一些功能特點：

• 互斥性：在同一時刻，只有一個客戶端能持有鎖
• 安全性：避免死鎖，如果某個客戶端獲得鎖之后處理時間超過最大約定時間，或者持鎖期間發(fā)生了故障導致無法主動釋放鎖，其持有的鎖也能夠被其他機制正確釋放，并保證后續(xù)其它客戶端也能加鎖，整個處理流程繼續(xù)正常執(zhí)行。
• 可用性：也被稱作容錯性，分布式鎖需要有高可用能力，避免單點故障，當提供鎖的服務(wù)節(jié)點故障（宕機）時不影響服務(wù)運行，這里有兩種模式：一種是分布式鎖服務(wù)自身具備集群模式，遇到故障能自動切換恢復工作；另一種是客戶端向多個獨立的鎖服務(wù)發(fā)起請求，當某個鎖服務(wù)故障時仍然可以從其他鎖服務(wù)讀取到鎖信息(Redlock)
• 可重入性：對同一個鎖，加鎖和解鎖必須是同一個進程，即不能把其他進程持有的鎖給釋放了。
• 高效靈活：加鎖、解鎖的速度要快；支持阻塞和非阻塞；支持公平鎖和非公平鎖。

4.多視角下的分布式鎖

通過不同視角，可以從多維度充分了解各種分布式鎖的實現(xiàn)差異

視角1：

• 輪詢類：基于數(shù)據(jù)庫和基于 Redis 實現(xiàn)的分布式鎖，這類實現(xiàn)需要客戶端不停反復請求鎖服務(wù)以查看是否能夠獲取到鎖；
• 監(jiān)聽類：基于 ZooKeeper 或 etcd 實現(xiàn)的分布式鎖，這類實現(xiàn)客戶端只需監(jiān)聽(watch) 某個 key，當鎖可用時鎖服務(wù)會通知客戶端，無需客戶端不停請求鎖服務(wù)。

視角2：

基于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)的分布式鎖：使用樂觀鎖、悲觀鎖或基于主鍵唯一約束來實現(xiàn)

基于分布式緩存實現(xiàn)分布式鎖：Redis 和基于 Redis 的 RedLock（Redisson）

基于分布式一致性算法實現(xiàn)的分布式鎖：ZooKeeper、 Etcd

視角3：

Martin Kleppmann 在個人博客中發(fā)了一篇文章 How to do distributed locking，其中涉及了大量對 Redlock 算法安全性的質(zhì)疑，Salvatore Sanfilippo（Redis 的創(chuàng)始人，也是這里 Redlock 算法的作者）隨后發(fā)表 Is Redlock safe? 回應這些質(zhì)疑；這兩位大佬的對決一定要圍觀。

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