分布式锁的基本原理和案例实现

前面我们有聊过乐观锁和悲观锁的实现，均是对于单体架构的场景下的实现。那么现在我们来总结看下分布式情况下如何实现锁机制。

常见场景

我们来看下一个场景，假设我现在在分布式系统下要做一个业务逻辑的消费动作，我如何保证我的消费动作只被消费一次不重复消费？有的同学第一时间就想到了MQ，诸如Zookeeper。我们今天暂不谈MQ，那其实核心还是代码执行的锁机制问题。

我们再来看一个场景，我们有个接口需要经常查数据库DB数据，如果场景允许我们经常会对其加一层缓存，并设定过期时间。假设在某一瞬间，缓存过期，但此时并发量又很大，会有大量的请求穿透去数据库请求数据，造成缓存雪崩效应。于是，我们就可以考虑加锁机制，只让一个请求去执行查询DB更新缓存的操作。

基本原理

回顾下我们之前聊到锁的原理，分布式锁也是一样的，要实现它必须满足：

互斥：任何时刻只能有一个客户端对其加锁；

避免死锁：要充分考虑某客户端在持有锁的期间崩溃，也不能导致后续其他客户端不能加锁；

谁加锁谁解锁：加锁和解锁必须是同一个客户端，否则容易出现A客户端把B客户端的锁给解了，导致锁机制失效。

示例实践

我们仅以Redis实现分布式锁为例来说明分布式锁的实现。以单机单机部署Redis的情况为例，如果有分布式Redis集群部署的情况，可以参考Redlock算法的实现。下面我们进入Redis+Lua实现分布式锁的实践。

我们来看示例代码。

加锁

注意到代码的每个细节了么？都是至关重要的。上面的set是封装过的，那我们来简单说明一下这个方法吧，该方法分别对应了上面的锁需要满足的条件。比如，NX操作保证了锁的互斥，设置过期时间避免了死锁，唯一请求ID用来标注客户端，在解锁的时候可以用来校验是不是同一个客户端自己的锁。

解锁

解锁这个动作就有趣了，看似简单却暗藏玄机，也是很重要的环节。因为解锁存在一个判断是都本客户端的锁的操作，之后才执行解锁。而这个if判断在高并发的情况下我们不得不考虑操作的原子性，这其实和PHP等其他语言代码考虑高并发的原理是大相径庭（有兴趣的看官也可以思考下，为什么有判断就要保证原子性呢，有哪些可能出现问题的场景）。那我们如果保证操作的原子性呢？第一反应是想到事务？我们这里借助Lua脚本来保证原子性，Redis的eval命令执行Lua脚本保证原子性。

我们来看下示例代码

我们同样来说明下面的解锁代码。其实很简单，就是执行了一个Lua脚本，这个脚本实现了或者当前锁的值，即唯一请求ID值，判断是否同一个客户端的请求ID，如果是，则执行Redis的del操作。

好了，关于Redis实现分布式的锁例子就到这里了，这里只是简单的示例便于理解，实际生产将需要考虑更多的场景和因素，比如集群，Zookeeper方式实现，时间和能力有限，这里就不展开赘述。