面试问了分布式锁，你会答吗？

面试问了分布式锁，你会答吗？

哈喽，大家好，我是指北君。

分布式锁在很多面试中都会提及，那么我们到底要不要了解呢？

1. 前言

分布式应用中，有时我们需要一个方法在同一时间只能被一个线程执行。此时我们有可能会使用到分布式锁。

分布式锁需要具备以下特征：

互斥性同一时刻锁只能被一个线程持有。超时释放超时释放主要是用来避免死锁，防止不必要的线程等待和资源浪费可重入性一个线程在持有锁的情况下，可以再次请求加锁高性能，高可用加锁释放锁的操作尽量使用更少的资源，提高性能。同时也要保证高可用，防止分布式锁意外失效

目前比较多的分布式锁有下面的方案：

基于数据库实现分布式锁基于缓存（redis， Hazelcast）等实现分布式锁基于Zookeeper实现分布式锁

2. 数据库分布式锁

2.1基于表记录的分布式锁

在数据库中创建一个锁表，并且在需要的字段上创建唯一索引，使用锁的时候就插入数据，插入成功则获得锁，执行结束后，就删除数据。也可以加上version控制，使之成为乐观锁。

获取锁：成功插入数据执行业务逻辑释放锁：删除数据

2.2基于数据库行锁的分布式锁

使用select * For update来获取数据库数据锁， where之后的条件加入唯一索引，则表示使用了行锁。其分布式锁使用顺序如下。

获取锁：SELECT * FROM database_lock WHERE id = 1 FOR UPDATE;。执行业务逻辑。释放锁：COMMIT。

3.Zookeeper分布式锁

Zookeepe可以实现分布式锁主要是因为多个线程去Zookpeeper中创建同一个节点时，只有一个线程可以创建成功。

Zookeeper中有临时节点，持久化节点。其中临时节点在服务端session失效后，节点就会被删除。相对而言，持久化节点在服务端session失效后，也不会被删除，而是需要客户端主动删除。

在上述类型系节点之后增加一个数字后缀，即路径+数字后缀，这样可以保证其唯一性和有序性。

其分布式锁实现原理如下：

创建一个lock目录给分布式锁使用某个线程想要获取锁就在此目录下创建临时顺序节点获取此目录下的所有子节点，然后查找比自己序号小的节点，如果不存在，则当前线程创建的节点是最小节点，此时获得锁。其他线程想要获取锁，同样是创建临时有序节点，如果是最小序号节点则获得锁，否则监听比自己小的次小节点。持有分布式锁的线程操作完成之后，删除自己的临时节点，次大节点监听到变更事件之后，判断自己是最小序号节点的话，则获得锁。

Zookeeper实现分布式锁具有高可用，可重入，阻塞等特点，由于临时节点在客户端断开的时候就会被自动删除，所以不用担心死锁问题。但是频繁删除和创建节点，性能上会比Redis分布式锁低。

4 Redis分布式锁

4.1 SETNX

setnx命令只会在key不存在的情况下将key设置为value值， 其中key和 value值均可以设置成和业务相关的的命名。但是不满足超时释放的要求。

如果使用expire设置过期时间，也有可能在setnx成功后，由于各种原因，expire没有执行成功，从而导致锁不能超时释放。

4.2 SETNX 扩展命令

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX] #EX 设置过期时间，单位为秒 set lock VALUE EX 10 #PX 设置过期时间，单位为毫秒 set lock VALUE PX 10000 #NX key不存在时才设置key的值 set lock VALUE EX 10 NX #XX key存在时才设置key SET lock VALUE EX 10 XX

set 扩展命令可以完全取代 SETNX, SETEX, PSETEX 等功能。

可以使用set扩展功能完成设置过期时间, 并且是原子操作。

上述分布式锁也有一些问题：

如果线程获取锁之后，执行时间过长，锁提前释放。如果线程A未执行完操作，锁超时释放，此时线程B又获取了锁。线程B持有锁，但是A线程有可能执行DEL操作释放锁。

需要避免在长时间执行的任务中使用上述分布式锁，而且未按时执行完的线程不影响其最终结果。另外可以在锁的value设置一些唯一值，删除key之前验证是否持有锁。并且验证和删除需要使用Lua脚本保证其删除操作的原子性。

上述分布式锁还需要解决一个可重入性的问题。

4.3 Redisson 分布式锁

Redisson是基于Redis的Java内存数据网格，充分利用了Redis键值数据库提供的一系列优势。同时提供功能丰富的分布式锁。

Resisson内部会有一个监控锁的守护线程，在redisson实例被关闭前，不断延长锁的有效期。并且可以自定义超时检查时间间隔，同时还可以指定加锁时间。另外还支持公平锁（Fair Lock），联锁（MultiLock），红锁（RedLock）,读写锁（ReadWriteLock）以及RSemaphore和RCountDownLatch等类似Java提供的各种多线程工具等。

其中RedLock是基于多个Redis集群关联的锁，可以大大提高锁的可用性及安全性。

关于Redisson，我们后续的文章会继续讲到，尽请期待!

分布式应用中，有时我们需要一个方法在同一时间只能被一个线程执行。此时我们有可能会使用到分布式锁。​

版权声明：本文内容由网络用户投稿，版权归原作者所有，本站不拥有其著作权，亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容，请联系我们jiasou666@gmail.com 处理，核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。