一、分散式鎖背景 a、什麼是鎖？ 從使用場景定義：當存在多個線程可以同時改變某個變數時，就需要對變數或代碼塊做同步，使其在修改這種變數時能夠線性執行消除併發修改變數。 鎖的實現方式有多種，只要能滿足所有線程都能看得到這個鎖標記即可。 Java中常見的鎖： synchronized Reentrant ...
一、分散式鎖背景
a、什麼是鎖？
從使用場景定義：當存在多個線程可以同時改變某個變數時，就需要對變數或代碼塊做同步，使其在修改這種變數時能夠線性執行消除併發修改變數。
鎖的實現方式有多種，只要能滿足所有線程都能看得到這個鎖標記即可。
Java中常見的鎖：
synchronized
ReentrantLock
ReentrantReadWriteLock
b、什麼是分散式？
定義：分散式系統一定是由多個節點（電腦伺服器）組成的系統，這些互通的節點上部署了各個服務，並且操作需要協同。
分散式系統對於終端用戶而言，他們面對的就好像是一個伺服器，提供用戶需要的服務而已。
什麼是CAP？
定義：任何一個分散式系統都無法同時滿足一致性Consistency、可用性Availability、和分區容錯性Partition Tolerance，最多只能同時滿足兩項。
因為單個伺服器偶爾宕機不可避免（或者因為停電或者自然災害導致單機房不可用），網路狀況不穩定，時而會有網路抖動，時而延時比較高，所以必須滿足P，所以一般會出現AP系統和CP系統。
c、a+b==》什麼是分散式鎖？
定義：在分散式環境下，一個共用的可見的公共資源，各個線程通過對這個公共資源的搶占，能夠使得一個代碼塊在同一時間只能被一個機器的一個線程執行，那這個公共資源就是分散式鎖，或者說這整個機制就是分散式鎖。
或者從使用場景定義：分散式鎖主要用於在分散式環境中保護跨進程、跨主機、跨網路的共用資源實現互斥訪問，以達到保證數據的一致性
二、分散式鎖實現方式
鎖的實現方式有多種，只要能滿足所有線程都能看得到這個鎖標記即可。
常見的方式是使用資料庫、緩存或者zookeeper來實現分散式鎖，除了這些，其實一個網路中的共用可見的可讀寫的資源就可以用作實現鎖。
鎖的操作主要有兩個，即lock和unlock。
a、資料庫
我們可以利用資料庫的特性，lock即插入一條數據到資料庫，unlock即刪除該條數據。直接看圖
1、建mysql表，lock_name上建立唯一性索引；
2、server1開始獲取分散式鎖"aaa"；
3、server1調用lock("aaa")，資料庫中沒有"aaa"，插入"aaa"成功，server1成功獲得分散式鎖"aaa"；
4、server2調用lock("aaa")，插入"aaa"失敗，獲取鎖失敗；
5、server1調用unlock("aaa")，刪除數據行"aaa"；
6、server2調用lock("aaa")，插入"aaa"成功，獲取鎖成功；
熟悉java鎖的同學發現問題了，這個鎖也太簡陋了，鎖都不阻塞的。
好，我們嚴格地來討論下鎖的特性，
首先，我們羅列下鎖的特性，我能想到的有以下這些，歡迎留言補充：
分散式鎖的需求
1、在分散式環境下，一個代碼塊在同一時間只能被一個機器的一個線程執行
2、高可用地獲取鎖和釋放鎖
3、高性能的獲取鎖和釋放鎖
4、具備鎖失效機制，防止死鎖
5、是否可重入
6、是否非阻塞
7、自旋鎖
8、樂觀鎖/悲觀鎖
9、是否公平
10、獨享鎖/共用鎖
11、分段鎖
剛纔提到的問題，鎖最基本的應該具有阻塞特性，我們修正一下，如下圖
在插入數據失敗後，我們通過不斷地重試來達到阻塞的特性。
下麵我們來逐條討論下以上提到的特性：
分散式鎖的需求
1、在分散式環境下，一個代碼塊在同一時間只能被一個機器的一個線程執行
基本的，所有的鎖都應該滿足
2、高可用地獲取鎖和釋放鎖
可用性受資料庫單點限制，如果要提高可用性，使用主備庫，通過數據同步主備切換達到在主庫宕機時的高可用
3、高性能的獲取鎖和釋放鎖 資料庫讀寫性能
鎖的獲取和釋放就是資料庫的插入和刪除，性能因具體資料庫不同而不同，表的行數的規模大小也影響著性能，性能還受網路的影響，在筆者的網路中插入大概耗時約80ms
4、具備鎖失效機制，防止死鎖
如果節點在獲取鎖之後釋放鎖之前宕機，會發生死鎖。可以在表中加入時間欄位，用一個定時任務，定期地清理時間過期的鎖，但是這個過期時間的大小值得探討，很深入地探討。
5、是否可重入
如果想獲得類似ReentrantLock的特性，可以在表中寫入線程的信息（IP地址+進程號+線程號），可以先查詢，如果是線程自己擁有的鎖，直接返回成功並計數count
6、是否非阻塞
如果要獲得阻塞特性，通過不斷自旋重試
7、自旋鎖
同上
8、樂觀鎖/悲觀鎖
分散式鎖就是悲觀鎖。如果不想用分散式鎖，對數據不上鎖，在表中加入列version，通過CAS版本號來控制併發寫
9、是否公平
首先解釋下公平鎖：公平鎖即是根據lock()的時間順序，先到先得，即FIFO，這個是常見的規則。
單機情況下非公平鎖的好處：公平鎖忽略了線程之間切換以及線程內核態和用戶態轉換的耗時，其實可以利用線程切換的間隙，讓其它正在被調度執行的線程插隊去獲取鎖，然後釋放鎖，還給等待線程。這樣不耽誤事的前提下，提高了鎖的性能。請自行去瞭解下非公平鎖。
言歸正傳，如果需要實現公平鎖，設計一張排隊表，讓lock()的線程首先在排隊表中排隊，當發現自身排在隊頭才有資格去真正獲取鎖。當然引入複雜性，必然會導致其它問題，兵來將擋，水來土掩。
10、獨享鎖/共用鎖
以上的分散式鎖，是定義的一把獨享鎖（獨占鎖、互斥鎖、排它鎖）。
ReentrantLock就是一種排它鎖。CountDownLatch是一種共用鎖。這兩類都是單純的一類，即，要麼是排它鎖，要麼是共用鎖。
ReentrantReadWriteLock是同時包含排它鎖和共用鎖特性的一種鎖，這裡主要以ReentrantReadWriteLock為例來進行分析學習。
如果要實現共用鎖，鎖類型+排隊表
e、結論
分散式鎖可以根據業務需要，量身定製。
三、存在的問題
