分散式鎖三種實現方式：

一， 基於資料庫實現分散式鎖

1. 悲觀鎖

利用select … where … for update 排他鎖

注意: 其他附加功能與實現一基本一致，這裡需要注意的是“where name=lock ”，name欄位必須要走索引，否則會鎖表。有些情況下，比如表不大，mysql優化器會不走這個索引，導致鎖表問題。

2. 樂觀鎖

所謂樂觀鎖與前邊最大區別在於基於CAS思想，是不具有互斥性，不會產生鎖等待而消耗資源，操作過程中認為不存在併發衝突，只有update version失敗後才能覺察到。我們的搶購、秒殺就是用了這種實現以防止超賣。
通過增加遞增的版本號欄位實現樂觀鎖

二， 基於快取（Redis等）實現分散式鎖

1. 使用命令介紹：
（1）SETNX
SETNX key val：當且僅當key不存在時，set一個key為val的字串，返回1；若key存在，則什麼都不做，返回0。
（2）expire
expire key timeout：為key設定一個超時時間，單位為second，超過這個時間鎖會自動釋放，避免死鎖。
（3）delete
delete key：刪除key

在使用Redis實現分散式鎖的時候，主要就會使用到這三個命令。

2. 實現思想：
（1）獲取鎖的時候，使用setnx加鎖，並使用expire命令為鎖新增一個超時時間，超過該時間則自動釋放鎖，鎖的value值為一個隨機生成的UUID，通過此在釋放鎖的時候進行判斷。
（2）獲取鎖的時候還設定一個獲取的超時時間，若超過這個時間則放棄獲取鎖。
（3）釋放鎖的時候，通過UUID判斷是不是該鎖，若是該鎖，則執行delete進行鎖釋放。

3.分散式鎖的簡單實現程式碼：

  1 /**
  2  * 分散式鎖的簡單實現程式碼  4  */
  5 public class DistributedLock {
  6 
  7     private final JedisPool jedisPool;
  8 
  9     public DistributedLock(JedisPool jedisPool) {
 10         this.jedisPool = jedisPool;
 11     }
 12 
 13     /**
 14      * 加鎖
 15      * @param lockName       鎖的key
 16      * @param acquireTimeout 獲取超時時間
 17      * @param timeout        鎖的超時時間
 18      * @return 鎖標識
 19      */
 20     public String lockWithTimeout(String lockName, long acquireTimeout, long timeout) {
 21         Jedis conn = null;
 22         String retIdentifier = null;
 23         try {
 24             // 獲取連線
 25             conn = jedisPool.getResource();
 26             // 隨機生成一個value
 27             String identifier = UUID.randomUUID().toString();
 28             // 鎖名，即key值
 29             String lockKey = "lock:" + lockName;
 30             // 超時時間，上鎖後超過此時間則自動釋放鎖
 31             int lockExpire = (int) (timeout / 1000);
 32 
 33             // 獲取鎖的超時時間，超過這個時間則放棄獲取鎖
 34             long end = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout;
 35             while (System.currentTimeMillis() < end) {
 36                 if (conn.setnx(lockKey, identifier) == 1) {
 37                     conn.expire(lockKey, lockExpire);
 38                     // 返回value值，用於釋放鎖時間確認
 39                     retIdentifier = identifier;
 40                     return retIdentifier;
 41                 }
 42                 // 返回-1代表key沒有設定超時時間，為key設定一個超時時間
 43                 if (conn.ttl(lockKey) == -1) {
 44                     conn.expire(lockKey, lockExpire);
 45                 }
 46 
 47                 try {
 48                     Thread.sleep(10);
 49                 } catch (InterruptedException e) {
 50                     Thread.currentThread().interrupt();
 51                 }
 52             }
 53         } catch (JedisException e) {
 54             e.printStackTrace();
 55         } finally {
 56             if (conn != null) {
 57                 conn.close();
 58             }
 59         }
 60         return retIdentifier;
 61     }
 62 
 63     /**
 64      * 釋放鎖
 65      * @param lockName   鎖的key
 66      * @param identifier 釋放鎖的標識
 67      * @return
 68      */
 69     public boolean releaseLock(String lockName, String identifier) {
 70         Jedis conn = null;
 71         String lockKey = "lock:" + lockName;
 72         boolean retFlag = false;
 73         try {
 74             conn = jedisPool.getResource();
 75             while (true) {
 76                 // 監視lock，準備開始事務
 77                 conn.watch(lockKey);
 78                 // 通過前面返回的value值判斷是不是該鎖，若是該鎖，則刪除，釋放鎖
 79                 if (identifier.equals(conn.get(lockKey))) {
 80                     Transaction transaction = conn.multi();
 81                     transaction.del(lockKey);
 82                     List<Object> results = transaction.exec();
 83                     if (results == null) {
 84                         continue;
 85                     }
 86                     retFlag = true;
 87                 }
 88                 conn.unwatch();
 89                 break;
 90             }
 91         } catch (JedisException e) {
 92             e.printStackTrace();
 93         } finally {
 94             if (conn != null) {
 95                 conn.close();
 96             }
 97         }
 98         return retFlag;
 99     }
100 }

4.測試剛才實現的分散式鎖

例子中使用50個執行緒模擬秒殺一個商品，使用–運算子來實現商品減少，從結果有序性就可以看出是否為加鎖狀態。

模擬秒殺服務，在其中配置了jedis執行緒池，在初始化的時候傳給分散式鎖，供其使用。

public class Service {

    private static JedisPool pool = null;

    private DistributedLock lock = new DistributedLock(pool);

    int n = 500;

    static {
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        // 設定最大連線數
        config.setMaxTotal(200);
        // 設定最大空閒數
        config.setMaxIdle(8);
        // 設定最大等待時間
        config.setMaxWaitMillis(1000 * 100);
        // 在borrow一個jedis例項時，是否需要驗證，若為true，則所有jedis例項均是可用的
        config.setTestOnBorrow(true);
        pool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379, 3000);
    }

    public void seckill() {
        // 返回鎖的value值，供釋放鎖時候進行判斷
        String identifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲得了鎖");
        System.out.println(--n);
        lock.releaseLock("resource", identifier);
    }
}

模擬執行緒進行秒殺服務;

public class ThreadA extends Thread {
    private Service service;

    public ThreadA(Service service) {
        this.service = service;
    }

    @Override
    public void run() {
        service.seckill();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Service service = new Service();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            ThreadA threadA = new ThreadA(service);
            threadA.start();
        }
    }
}

結果如下，結果為有序的：

若註釋掉使用鎖的部分：

public void seckill() {
    // 返回鎖的value值，供釋放鎖時候進行判斷
    //String indentifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲得了鎖");
    System.out.println(--n);
    //lock.releaseLock("resource", indentifier);
}

從結果可以看出，有一些是非同步進行的：

三， 基於Zookeeper實現分散式鎖

ZooKeeper是一個為分散式應用提供一致性服務的開源元件，它內部是一個分層的檔案系統目錄樹結構，規定同一個目錄下只能有一個唯一檔名。基於ZooKeeper實現分散式鎖的步驟如下：

（1）建立一個目錄mylock；
（2）執行緒A想獲取鎖就在mylock目錄下建立臨時順序節點；
（3）獲取mylock目錄下所有的子節點，然後獲取比自己小的兄弟節點，如果不存在，則說明當前執行緒順序號最小，獲得鎖；
（4）執行緒B獲取所有節點，判斷自己不是最小節點，設定監聽比自己次小的節點；
（5）執行緒A處理完，刪除自己的節點，執行緒B監聽到變更事件，判斷自己是不是最小的節點，如果是則獲得鎖。

這裡推薦一個Apache的開源庫Curator，它是一個ZooKeeper客戶端，Curator提供的InterProcessMutex是分散式鎖的實現，acquire方法用於獲取鎖，release方法用於釋放鎖。

實現原始碼如下：

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.apache.curator.framework.CuratorFramework;
import org.apache.curator.framework.CuratorFrameworkFactory;
import org.apache.curator.retry.RetryNTimes;
import org.apache.zookeeper.CreateMode;
import org.apache.zookeeper.data.Stat;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.stereotype.Component;

/**
 * 分散式鎖Zookeeper實現
 *
 */
@Slf4j
@Component
public class ZkLock implements DistributionLock {
private String zkAddress = "zk_adress";
    private static final String root = "package root";
    private CuratorFramework zkClient;

    private final String LOCK_PREFIX = "/lock_";

    @Bean
    public DistributionLock initZkLock() {
        if (StringUtils.isBlank(root)) {
            throw new RuntimeException("zookeeper 'root' can't be null");
        }
        zkClient = CuratorFrameworkFactory
                .builder()
                .connectString(zkAddress)
                .retryPolicy(new RetryNTimes(2000, 20000))
                .namespace(root)
                .build();
        zkClient.start();
        return this;
    }

    public boolean tryLock(String lockName) {
        lockName = LOCK_PREFIX+lockName;
        boolean locked = true;
        try {
            Stat stat = zkClient.checkExists().forPath(lockName);
            if (stat == null) {
                log.info("tryLock:{}", lockName);
                stat = zkClient.checkExists().forPath(lockName);
                if (stat == null) {
                    zkClient
                            .create()
                            .creatingParentsIfNeeded()
                            .withMode(CreateMode.EPHEMERAL)
                            .forPath(lockName, "1".getBytes());
                } else {
                    log.warn("double-check stat.version:{}", stat.getAversion());
                    locked = false;
                }
            } else {
                log.warn("check stat.version:{}", stat.getAversion());
                locked = false;
            }
        } catch (Exception e) {
            locked = false;
        }
        return locked;
    }

    public boolean tryLock(String key, long timeout) {
        return false;
    }

    public void release(String lockName) {
        lockName = LOCK_PREFIX+lockName;
        try {
            zkClient
                    .delete()
                    .guaranteed()
                    .deletingChildrenIfNeeded()
                    .forPath(lockName);
            log.info("release:{}", lockName);
        } catch (Exception e) {
            log.error("刪除", e);
        }
    }

    public void setZkAddress(String zkAddress) {
        this.zkAddress = zkAddress;
    }
}

優點：具備高可用、可重入、阻塞鎖特性，可解決失效死鎖問題。

缺點：因為需要頻繁的建立和刪除節點，效能上不如Redis方式。

四，對比

資料庫分散式鎖實現
缺點：

1.db操作效能較差，並且有鎖表的風險
2.非阻塞操作失敗後，需要輪詢，佔用cpu資源;
3.長時間不commit或者長時間輪詢，可能會佔用較多連線資源

Redis(快取)分散式鎖實現
缺點：

1.鎖刪除失敗 過期時間不好控制
2.非阻塞，操作失敗後，需要輪詢，佔用cpu資源;

ZK分散式鎖實現
缺點：效能不如redis實現，主要原因是寫操作（獲取鎖釋放鎖）都需要在Leader上執行，然後同步到follower。

總之：ZooKeeper有較好的效能和可靠性。

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