前面我們有聊過(guò)樂(lè)觀鎖和悲觀鎖的實(shí)現(xiàn)，均是對(duì)于單體架構(gòu)的場(chǎng)景下的實(shí)現(xiàn)。那么現(xiàn)在我們來(lái)總結(jié)看下分布式情況下如何實(shí)現(xiàn)鎖機(jī)制。

常見(jiàn)場(chǎng)景

我們來(lái)看下一個(gè)場(chǎng)景，假設(shè)我現(xiàn)在在分布式系統(tǒng)下要做一個(gè)業(yè)務(wù)邏輯的消費(fèi)動(dòng)作，我如何保證我的消費(fèi)動(dòng)作只被消費(fèi)一次不重復(fù)消費(fèi)？有的同學(xué)第一時(shí)間就想到了MQ，諸如Zookeeper。我們今天暫不談MQ，那其實(shí)核心還是代碼執(zhí)行的鎖機(jī)制問(wèn)題。

我們?cè)賮?lái)看一個(gè)場(chǎng)景，我們有個(gè)接口需要經(jīng)常查數(shù)據(jù)庫(kù)DB數(shù)據(jù)，如果場(chǎng)景允許我們經(jīng)常會(huì)對(duì)其加一層緩存，并設(shè)定過(guò)期時(shí)間。假設(shè)在某一瞬間，緩存過(guò)期，但此時(shí)并發(fā)量又很大，會(huì)有大量的請(qǐng)求穿透去數(shù)據(jù)庫(kù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)，造成緩存雪崩效應(yīng)。于是，我們就可以考慮加鎖機(jī)制，只讓一個(gè)請(qǐng)求去執(zhí)行查詢DB更新緩存的操作。

基本原理

回顧下我們之前聊到鎖的原理，分布式鎖也是一樣的，要實(shí)現(xiàn)它必須滿足：

互斥：任何時(shí)刻只能有一個(gè)客戶端對(duì)其加鎖；

避免死鎖：要充分考慮某客戶端在持有鎖的期間崩潰，也不能導(dǎo)致后續(xù)其他客戶端不能加鎖；

誰(shuí)加鎖誰(shuí)解鎖：加鎖和解鎖必須是同一個(gè)客戶端，否則容易出現(xiàn)A客戶端把B客戶端的鎖給解了，導(dǎo)致鎖機(jī)制失效。

示例實(shí)踐

我們僅以Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖為例來(lái)說(shuō)明分布式鎖的實(shí)現(xiàn)。以單機(jī)單機(jī)部署Redis的情況為例，如果有分布式Redis集群部署的情況，可以參考Redlock算法的實(shí)現(xiàn)。下面我們進(jìn)入Redis+Lua實(shí)現(xiàn)分布式鎖的實(shí)踐。

我們來(lái)看示例代碼。

加鎖

注意到代碼的每個(gè)細(xì)節(jié)了么？都是至關(guān)重要的。上面的set是封裝過(guò)的，那我們來(lái)簡(jiǎn)單說(shuō)明一下這個(gè)方法吧，該方法分別對(duì)應(yīng)了上面的鎖需要滿足的條件。比如，NX操作保證了鎖的互斥，設(shè)置過(guò)期時(shí)間避免了死鎖，唯一請(qǐng)求ID用來(lái)標(biāo)注客戶端，在解鎖的時(shí)候可以用來(lái)校驗(yàn)是不是同一個(gè)客戶端自己的鎖。

解鎖

解鎖這個(gè)動(dòng)作就有趣了，看似簡(jiǎn)單卻暗藏玄機(jī)，也是很重要的環(huán)節(jié)。因?yàn)榻怄i存在一個(gè)判斷是都本客戶端的鎖的操作，之后才執(zhí)行解鎖。而這個(gè)if判斷在高并發(fā)的情況下我們不得不考慮操作的原子性，這其實(shí)和PHP等其他語(yǔ)言代碼考慮高并發(fā)的原理是大相徑庭（有興趣的看官也可以思考下，為什么有判斷就要保證原子性呢，有哪些可能出現(xiàn)問(wèn)題的場(chǎng)景）。那我們?nèi)绻ＷC操作的原子性呢？第一反應(yīng)是想到事務(wù)？我們這里借助Lua腳本來(lái)保證原子性，Redis的eval命令執(zhí)行Lua腳本保證原子性。

我們來(lái)看下示例代碼

我們同樣來(lái)說(shuō)明下面的解鎖代碼。其實(shí)很簡(jiǎn)單，就是執(zhí)行了一個(gè)Lua腳本，這個(gè)腳本實(shí)現(xiàn)了或者當(dāng)前鎖的值，即唯一請(qǐng)求ID值，判斷是否同一個(gè)客戶端的請(qǐng)求ID，如果是，則執(zhí)行Redis的del操作。

好了，關(guān)于Redis實(shí)現(xiàn)分布式的鎖例子就到這里了，這里只是簡(jiǎn)單的示例便于理解，實(shí)際生產(chǎn)將需要考慮更多的場(chǎng)景和因素，比如集群，Zookeeper方式實(shí)現(xiàn)，時(shí)間和能力有限，這里就不展開(kāi)贅述。