分布式鎖是在分布式系統環境下，確保多個節點（可能位于不同機器或不同地理位置）對共享資源的互斥訪問，從而避免數據不一致和競爭條件。

它是現代微服務應用（分布式應用）架構解決并發控制問題的關鍵技術，也是面試中的常客了，今天咱們來盤點一下分布式鎖的 3 種常見實現方案。

1.基于Redis的分布式鎖

這是分布式鎖最常見的實現方案，因為 Redis 本身為分布式組件，所以 Redis 實現的鎖就天然的分布式鎖：

圖片

基于 Redis 的分布式的實現方案也有以下幾種：

1. setnx（set if Not eXists）：嘗試設置鍵 key 的值為 value，但如果 key 已經存在，則不會執行任何操作并返回 0，如果 key 不存在則加鎖成功。

• 缺陷：存在死鎖問題、鎖誤刪問題、不可重入問題、鎖無法自動續期問題。

2. set nx ex/px：setnx 升級版本，Redis 2.6 版本后才能支持此語法。嘗試加鎖和設置鎖超時時間，使用案例 set key value nx px 3000。

• 缺陷：存在鎖誤刪問題、不可重入問題、鎖無法自動續期問題。

3. Lua 腳本：解決鎖重入的問題

• 缺陷：實現復雜、且存在鎖無法自動續期問題。

4. Redisson 框架：基于 Redis 實現分布式鎖的開源框架。其實現簡單、不存在鎖重入和鎖續期等問題。

可用于生成環境的實現方式為 Redisson 框架實現的分布式鎖，它底層是基于 Redis 主線程執行任務為單線程 + Set 命令的原子性來加鎖的，核心命令：SET key value NX EX 命令：

• NX：僅當 KEY 不存在時設置，保證互斥；
• EX：設置過期時間，防止死鎖；
• value：擁有者 ID，防止誤刪鎖。

但它實現簡單，不存在鎖重入、鎖誤刪、解決了鎖續期的問題，所以常被用于生產環境。

2.基于Zookeeper的分布式鎖

ZooKeeper 提供強一致性和順序性，適合實現高可靠分布式鎖。

它的實現原理：

• 創建一個持久父節點，如 /locks；
• 每個客戶端嘗試獲取鎖時，在該父節點下創建一個臨時順序節點，如 /locks/lock_000000001；
• 客戶端獲取所有子節點并排序，檢查自己創建的節點是否為最小節點；
• 若是最小節點，則獲得鎖；否則監聽前一個節點的刪除事件；
• 釋放鎖時刪除自己的臨時節點，ZooKeeper 自動通知下一個節點。

優點：

• 臨時節點在客戶端斷開連接后自動刪除，避免死鎖；
• 順序節點保證公平性；
• Watch 機制實現高效通知。

缺點：

• 依賴 ZooKeeper 集群，運維復雜；
• 網絡抖動可能導致臨時節點被誤刪。

3.基于數據庫的分布式鎖

最簡單的實現方式是創建一張鎖表，包含資源名稱（唯一索引）和持有者信息。加鎖時插入記錄，利用數據庫的唯一約束保證互斥；釋放鎖時刪除記錄。

它的缺點是性能差、存在單點故障、無法自動釋放（若客戶端宕機）。改進方式包括引入過期時間字段，配合定時任務清理，但存在精度問題和性能問題。

小結

分布式鎖的常見實現方案有：基于 Redis 的分布式鎖實現、基于 Zookeeper 的分布式鎖實現，以及基于數據庫的分布式鎖實現，但其中使用 Redisson 框架（基于 Redis 實現）實現分布式鎖的方案使用的最多，因為它無需單獨部署中間件服務，并且使用簡單，不存在鎖重入和解決了鎖續期等問題。