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分布式鎖是一個在分布式環(huán)境中重要的原語，它表明不同進程間采用互斥的方式操作共享資源。本文將談?wù)劮植际较嚓P(guān)的內(nèi)容。
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分布式鎖概述
從進程鎖到分布式鎖
在單進程環(huán)境中，為了防止多線程同時對共享資源進行讀寫操作，我們通常使用內(nèi)核或者類庫實現(xiàn)線程間的互斥。當(dāng)擴展到分布式系統(tǒng)下，我們需要提供相同功能的分布式鎖服務(wù)，不同的主機通過該服務(wù)獲取一把鎖，而獲取該鎖的機器就可以排他性的訪問共享資源。

在單機環(huán)境下，操作系統(tǒng)知道自己進程的狀態(tài)，當(dāng)進程掛掉的時候該進程會釋放自己持有的鎖資源，但在分布式環(huán)境下，存在宕機、網(wǎng)絡(luò)分區(qū)、時延等各種異常狀態(tài)，因此需要給分布式鎖提供新的特性：可用性。
分布式鎖的系統(tǒng)分類
基于鎖資源的安全性，可以將分布式鎖分為以下兩部分：

基于異步復(fù)制的分布式系統(tǒng)，例如：redis、mysql
基于paxos協(xié)議的分布式一致性系統(tǒng)，例如：etcd、zookeeper

基于異步復(fù)制的分布式系統(tǒng)，存在丟鎖的風(fēng)險，不夠安全，通常使用TTL機制承擔(dān)細(xì)粒度的鎖服務(wù)，該系統(tǒng)接入簡單，適用于對事件很敏感，期望設(shè)置一個較短的有效時間，執(zhí)行短期任務(wù)，丟鎖對業(yè)務(wù)影響相對可控的服務(wù) 。
基于paxos協(xié)議的分布式系統(tǒng)，通過一致性協(xié)議保證數(shù)據(jù)的多副本，數(shù)據(jù)的安全性高，通常使用lease機制承擔(dān)粗粒度的鎖服務(wù)，適用于對安全性很敏感，希望長期持有鎖，不希望發(fā)生丟鎖現(xiàn)象的服務(wù) 。
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基于 redis 的分布式鎖
通?？梢允褂胹etnx（set if not exists）實現(xiàn)排他的獲取鎖操作，但是由于分布式系統(tǒng)中進程可能隨時宕機，因此獲取鎖時，需要添加TTL保證鎖不會因為進程掛掉之后變成死鎖狀態(tài)，但是此時又出現(xiàn)了第二個問題，那就是setnx和expire操作必須是原子操作，因為setnx之后，如果進程掛掉，expire有可能沒有機會執(zhí)行，這同樣會導(dǎo)致死鎖。正確的操作如下：

【淺談分布式鎖】SET lock_name value NX EX lock_time

EX second：設(shè)置 key 的過期時間，單位是秒
NX：當(dāng) key 不存在的時候進行設(shè)置，等同于 SETNX 操作

釋放鎖時，只需要調(diào)用DEL命令刪除鎖即可：

DEL lock_name需要注意的是，這里有可能出現(xiàn)錯誤刪除鎖的問題。場景如下：

進程A加鎖成功，鎖超時時間20秒。由于進程A業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行過長，20秒之后，鎖過期自動釋放。
此時進程B接著加鎖，加鎖成功后，執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯。這期間，進程A結(jié)束執(zhí)行，使用DEL釋放鎖。

這樣就導(dǎo)致進程A錯誤的釋放進程B的鎖。因此，為了不被錯誤的釋放鎖，我們在加鎖的時候需要設(shè)置UUID 。例如：

SET lock_name uuid NX EX lock_time釋放鎖時，需要先獲取鎖的UUID，如果是自己分配的，則釋放鎖。但是這里的比較和釋放操作必須是原子操作，否則會出現(xiàn)獲獲取鎖比對的時候正確，此時正好TTL過期，另一個進程加鎖成功，這樣的話還是會出現(xiàn)錯誤釋放鎖的操作。可以使用Lua腳本實現(xiàn)判斷與刪除的原子操作。
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基于 etcd/zookeeper 的分布式鎖
排他鎖（exclusive locks）
排他鎖（寫鎖、獨占鎖）表現(xiàn)如下：
進程p1對數(shù)據(jù)d1加上排他鎖，那么在整個加鎖期間，只允許進程p1對數(shù)據(jù)d1進行讀取和更新操作，其他任何進程都不能再對整個數(shù)據(jù)進行任何類型的操作。直到p1釋放排他鎖。
通過在zk/etcd上的數(shù)據(jù)節(jié)點來表示一個鎖