分散式鎖定三種實作方式：1、基於資料庫實作分散式鎖定；2、基於快取（Redis等）實作分散式鎖定；3、基於Zookeeper實作分散式鎖定。從效能角度（從高到低）來看：「快取方式>Zookeeper方式>=資料庫方式」。
本文操作環境：windows系統、redis 6.0、thinkpad t480電腦。
分散式鎖定三種實作方式：
1. 基於資料庫實作分散式鎖定；
2. 基於快取（Redis等）實作分散式鎖定;
3. 基於Zookeeper實作分散式鎖定;
一，基於資料庫實作分散式鎖定
##1. 悲觀鎖定利用select … where … for update 排他鎖注意: 其他附加功能與實作一基本一致，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，例如表不大，mysql優化器會不走這個索引，導致鎖定表問題。 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。我們的搶購、秒殺就是用了這種實作來防止超賣。透過增加遞增的版本號欄位實現樂觀鎖定
#二， 基於快取（Redis等）實作分散式鎖定
1. 使用指令介紹：（1）SETNX
SETNX key val：當且僅當key不存在時，set一個key為val的字串，傳回1；若key存在，則什麼都不做，回傳0。
（2）expire
expire key timeout：為key設定一個超時時間，單位為second，超過這個時間鎖定會自動釋放，避免死鎖。
（3）delete
delete key：刪除key
（1）取得鎖的時候，使用setnx加鎖，並使用expire指令為鎖添加一個超時時間，超過該時間則自動釋放鎖，鎖的value值為一個隨機產生的UUID，透過此在釋放鎖的時候進行判斷。
（2）取得鎖的時候也設定一個取得的逾時時間，若超過這個時間就放棄取得鎖定。
（3）釋放鎖的時候，透過UUID判斷是不是該鎖，若是該鎖，則執行delete進行鎖釋放。
/**
* 分布式锁的简单实现代码 */
public class DistributedLock {
private final JedisPool jedisPool;
public DistributedLock(JedisPool jedisPool) {
this.jedisPool = jedisPool;
}
/**
* 加锁
* @param lockName 锁的key
* @param acquireTimeout 获取超时时间
* @param timeout 锁的超时时间
* @return 锁标识
*/
public String lockWithTimeout(String lockName, long acquireTimeout, long timeout) {
Jedis conn = null;
String retIdentifier = null;
try {
// 获取连接
conn = jedisPool.getResource();
// 随机生成一个value
String identifier = UUID.randomUUID().toString();
// 锁名，即key值
String lockKey = "lock:" + lockName;
// 超时时间，上锁后超过此时间则自动释放锁
int lockExpire = (int) (timeout / );
// 获取锁的超时时间，超过这个时间则放弃获取锁
long end = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout;
while (System.currentTimeMillis() results = transaction.exec();
if (results == null) {
continue;
}
retFlag = true;
}
conn.unwatch();
break;
}
} catch (JedisException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (conn != null) {
conn.close();
}
}
return retFlag;
}
}4. 測試剛才實作的分散式鎖定範例中使用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();
// 设置最大连接数
config.setMaxTotal(200);
// 设置最大空闲数
config.setMaxIdle(8);
// 设置最大等待时间
config.setMaxWaitMillis(1000 * 100);
// 在borrow一个jedis实例时，是否需要验证，若为true，则所有jedis实例均是可用的
config.setTestOnBorrow(true);
pool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379, 3000);
}
public void seckill() {
// 返回锁的value值，供释放锁时候进行判断
String identifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得了锁");
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 結果如下，結果為有序的：<p></p><p><img src="/static/imghwm/default1.png" data-src="https://img.php.cn/upload/article/000/000/024/0c1cb2ceea4c8cbfa184228a02822f99-1.png?x-oss-process=image/resize,p_40" class="lazy" alt="分散式鎖的三種實作方式是什麼？"></p>若註解掉使用鎖定的部分：<p></p><pre class="brush:php;toolbar:false">public void seckill() {
// 返回锁的value值，供释放锁时候进行判断
//String indentifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得了锁");
System.out.println(--n);
//lock.releaseLock("resource", indentifier);
}從結果可以看出，有些是異步進行的：
#三，基於Zookeeper實作分散式鎖定
ZooKeeper是一個為分散式應用程式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案名稱。基於ZooKeeper實作分散式鎖定的步驟如下：（1）建立一個目錄mylock；（2）執行緒A想取得鎖定就在mylock目錄下建立臨時順序節點；
（3 ）取得mylock目錄下所有的子節點，然後取得比自己小的兄弟節點，如果不存在，則表示當前線程順序號最小，獲得鎖；
（4）線程B取得所有節點，判斷自己不是最小節點，設定監聽比自己次小的節點；
（5）線程A處理完，刪除自己的節點，線程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。
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;
/**
* 分布式锁Zookeeper实现
*
*/
@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("删除", e);
}
}
public void setZkAddress(String zkAddress) {
this.zkAddress = zkAddress;
}
}優點：具備高可用、可重入、阻塞鎖定特性，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，比較
資料庫分散式鎖定實作缺點：
1.db操作效能較差，且有鎖定表的風險
2.非阻塞操作失敗後，需要輪詢，佔用cpu資源;
3.長時間不commit或長時間輪詢，可能會佔用較多連線資源
Redis(快取)分散式鎖定實作
#缺點：
#1.鎖定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分散式鎖定實作
缺點：效能不如redis實現，主要原因是寫操作（取得鎖定釋放鎖）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。
從理解的難易度角度（從低到高）資料庫> 快取> Zookeeper
從實現的複雜性角度（從低到高）Zookeeper >= 快取> ; 資料庫
從效能角度（從高到低）快取> Zookeeper >= 資料庫
從可靠性角度（從高到低）Zookeeper > 快取> 資料庫
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