知識星球來自公眾號：架構師修行之路
菜菜哥，復聯四上映了，要不要一起去看看？
又想騙我電影票，對不對？
呵呵，想去看了叫我呀
看來你工作不飽和呀
哪有，這兩天我剛基於redis寫了一個分散式鎖，很簡單
不管你基於什麼做分散式鎖，你覺得很簡單嗎？來來來
在計算機世界裡，對於鎖大家並不陌生，在現代所有的語言中幾乎都提供了語言級別鎖的實現，為什麼我們的程式有時候會這麼依賴鎖呢？這個問題還是要從計算機的發展說起，隨著計算機硬體的不斷升級，多核cpu，多執行緒，多通道等技術把計算機的計算速度大幅度提升，原來同一時間只能執行一條cpu指令的時代已經過去。隨著多條cpu指令可以並行執行的原因，原來不曾出現的資源競爭隨著出現，在程式中的體現就是隨處可見的多執行緒環境。比如要更新資料庫的一個資訊，如果沒有併發控制，多個執行緒同時操作的話，就會出現互相改寫的現象發生。
鎖要解決的就是資源競爭的問題，也就是要把執行的指令順序化
隨著網際網路的興起，現代軟體發生了翻天覆地的變化，以前單機的程式，已經支撐不了現代的業務。無論是在抗壓，還是在高可用等方面都需要多臺計算機協同工作來解決問題。現代的網際網路系統都是分散式部署的，分散式部署確實能帶來效能和效率上的提升，但為此，我們就需要多解決一個分散式環境下，資料一致性的問題。
當某個資源在多系統之間共享的時候，為了保證大家訪問這個資源資料是一致的，那麼就必須要求在同一時刻只能被一個客戶端處理，不能併發的執行，否則就會出現同一時刻有人寫有人讀，大家訪問到的資料就不一致了。
在分散式系統的時代，傳統執行緒之間的鎖機制，就沒作用了，系統會有多份並且部署在不同的機器上，這些資源已經不是在執行緒之間共享了，而是屬於行程（伺服器）之間共享的資源。
因此，為瞭解決這個問題，我們就必須引入「分散式鎖」。分散式鎖，是指在分散式的部署環境下，透過鎖機制來讓多客戶端互斥的對共享資源進行訪問。分散式鎖的特點如下：
如果你透過網路搜尋分散式鎖，最多的就是基於redis的了。基於redis的分散式鎖得益於redis的單執行緒執行機制，單執行緒在執行上就保證了指令的順序化，所以很大程度上降低了開發人員的思考設計成本。但是，基於redis做分散式鎖難道真的這麼容易嗎？
SETNX key value
只在鍵 key 不存在的情況下，將鍵 key的值設定為value 。若鍵key 已經存在， 則SETNX 命令不做任何動作。SETNX 是『SET if Not eXists』(如果不存在，則 SET)的簡寫。程式碼示例：
redis> SETNX redislock "redislock" # redislock 設定成功
(integer) 1
redis> SETNX redislock "redislock2" # 嘗試改寫 redislock ，失敗
(integer) 0
redis> GET redislock # 沒有被改寫
"redislock"
成功獲取到鎖之後，然後設定一個過期時間(這裡避免了客戶端down掉，鎖得不到釋放的問題)
redis> expire redislock 5
成功拿到鎖的客戶端順利進行自己的業務，業務程式碼執行完，然後再刪除該key
redis> DEL redislock
如果一切都想想象的那麼順利，程式員TMD就不用996了。假如客戶端拿到鎖之後，執行設定超時指令之前down掉了（現實總是那麼悲劇），那這個鎖就永遠都釋放不了.也許你會想到用 Redis 事務來解決。但是這裡不行，因為 expire 是依賴於 setnx 的執行結果的，如果 setnx 沒搶到鎖，expire 是不應該執行的。事務裡沒有 if-else 分支邏輯，事務的特點是一口氣執行，要麼全部執行要麼一個都不執行。公司幾個億的業務又被你耽誤了…
以上情況的出現是因為兩個命令並非一個原子性操作，所以在redis 2.8 版本之後出現了新的命令
SETEX key seconds value
所以現在可以利用一條原子性操作的命令來獲取鎖
redis> SETEX redislock 60 redislock
OK
redis> GET redislock # 值
"redislock"
redis> TTL redislock # 剩餘生存時間
(integer) 49
在正常的業務當中，當一個執行緒獲取到鎖並且設定了鎖的過期時間之後，會出現由於業務程式碼執行時間過長，鎖由於到達超時時間自動釋放的情況。自動釋放之後，其他的執行緒就會獲取到分散式鎖，導致業務程式碼不會序列執行。如果業務上允許這樣的情況偶爾發生，那程式員就開乾吧，最後頂多人工幹預一下，update 一下資料庫。
為了避免這類情況發生，在使用redis分散式鎖的時候，業務方應儘量避免長時間執行的程式碼任務。
如果設定鎖的超時時間比較長，在一定程度上可以緩解業務程式碼執行時間長鎖自動到期的問題，但是一旦業務程式碼down掉，其他等待鎖的執行緒等待的時間會比較長，這種情況下，確保獲取到鎖的程式不會down 成為了主要問題。
當鎖被一個呼叫方獲取之後，其他呼叫方在獲取鎖失敗之後，是繼續輪詢還是直接業務失敗呢？如果是繼續輪詢的話，同步情況下當前執行緒會一直處於阻塞狀態，所以這裡輪詢的情況還是建議使用非同步。
可重入性是指已經擁有鎖的客戶端再次請求加鎖，如果鎖支援同一個客戶端重覆加鎖，那麼這個鎖就是可重入的。如果基於redis的分散式鎖要想支援可重入性，需要客戶端封裝，可以使用threadlocal儲存持有鎖的資訊。這個封裝過程會增加程式碼的複雜度，所以菜菜不推薦這樣做。
如果在多個客戶端獲取鎖的過程中，redis 掛了怎麼辦呢？假如一個客戶端已經獲取到了鎖，這個時候redis掛了（假如是redis叢集），其他的redis伺服器會接著提供服務，這個時候其他客戶端可以在新的伺服器上獲取到鎖了，這也導致了鎖意義的丟失。有興趣的同學可以去看看RedLock，這種方案以犧牲效能的代價解決了這個問題。
在某些時候，redis的伺服器時間發生的跳躍，由於鎖的過期時間依賴於伺服器時間，所以也會出現兩個客戶端同時獲取到鎖的情況發生。
當把以上問題都有解決方案了之後，基於redis的分散式鎖才可以放心使用
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