分布式锁--实现方案

你的名字 2023-10-02 14:56 10阅读 0赞

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## 简介 ##

**说明**

本文介绍Java后端编程中分布式锁的实现方式。

分布式锁实现方式主要有：数据库、缓存（Redis）、Zookeeper。Redis缓存是分布式锁最常用的方案。

分布式锁，重点在于多个服务能够访问到同一个东西，然后这个东西可以保证同时只能有一个服务访问它。

分布式锁的实现方案也是Java后端面试中经常问到的问题。

**单机锁与分布式锁**

**1.单机的锁**

普通的锁，即在单机多线程环境下，当多个线程需要访问同一个变量或代码片段时，被访问的变量或代码片段叫做临界区域，我们需要控制线程一个一个的顺序执行，否则会出现并发问题。

如何控制呢？就是设置一个各个线程都能看的见的标志。然后，每个线程想访问临界区域时，都要先查看标志，如果标志没有被占用，则说明目前没有线程在访问临界区域。如果标志被占用了，则说明目前有线程正在访问临界区域，则当前线程需要等待。这个标志，就是锁。

在单机多线程的java程序中，我们可以使用堆内存中的变量作为标志，因为多线程是共享堆内存的，堆内存中的变量对于各个线程都是可见的。

**2.分布式锁**

在分布式环境下，即多台计算机，每个计算机上会启动jvm执行程序的运行环境下，如果不同计算机上的线程想访问临界区域时，该怎么办呢？

前面普通锁的使用堆内存中的变量的方式肯定不适用了。因为在多机环境下，某台计算机上的堆内存中的变量对于其他计算机上的线程肯定是不可见的。那么，根据锁的本质和原理，我们就要找到另外的对于多机上的线程都可见的标志，以它来作为锁，就可以了。这样的锁，就是分布式锁。

随着业务发展，需要做集群，一个应用需要部署到几台机器上然后做负载均衡，大致如下图：

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*  成员变量 A 存在 JVM1、JVM2、JVM3 三个 JVM 内存中（变量A主要体现是在一个类中的一个成员变量，是一个有状态的对象，例如：UserController控制器中的一个整形类型的成员变量）。
 *  成员变量 A 同时都会在 JVM 分配一块内存，三个请求发过来同时对这个变量操作，显然结果是不对的。
 *  不是同时发过来，三个请求分别操作三个不同 JVM 内存区域的数据，变量 A 之间不存在共享，也不具有可见性，处理的结果也是不对的。

分布式锁应该具备哪些条件

*  在分布式系统环境下，一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行
 *  可重入
 *  具备锁失效机制，防止死锁（网络中断或宕机无法释放锁时，锁必须被清除，不然会发生死锁）
 *  具备阻塞/非阻塞锁特性（根据业务需求）
 *  高可用、高性能的获取锁与释放锁

## 分布式锁的实现方式 ##

目前几乎很多大型网站及应用都是分布式部署的，分布式场景中的数据一致性问题一直是一个比较重要的话题。分布式的CAP理论告诉我们“任何一个分布式系统都无法同时满足**一致性**（Consistency）、**可用性**（Availability）和**分区容错性**（Partition tolerance），**最多只能同时满足两项**。”所以，很多系统在设计之初就要对这三者做出取舍。在互联网领域的绝大多数的场景中，都需要牺牲强一致性来换取系统的高可用性，系统往往只需要保证“最终一致性”，只要这个最终时间是在用户可以接受的范围内即可。

上边只是部分内容，为便于维护，本文已迁移到此地址：[分布式锁的实现方案 - 自学精灵][-]

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[-]: https://learn.skyofit.com/archives/1147