大家好，我是哪吒。

公司想招聘一個(gè)5年開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的后端程序員，看了很多簡(jiǎn)歷，發(fā)現(xiàn)一個(gè)共性問(wèn)題，普遍都沒(méi)用過(guò)分布式鎖，這正常嗎？

下面是已經(jīng)入職的一位小伙伴的個(gè)人技能包，乍一看，還行，也沒(méi)用過(guò)分布式鎖。

午休的時(shí)候，和她聊了聊，她之前在一家對(duì)日的公司。

• 需求是產(chǎn)品談好的。
• 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)是PM做的。
• 接口文檔、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)書(shū)是日本公司提供的。
• 最夸張的是，就連按鈕的顏色，文檔中都有標(biāo)注...
• 她需要做的，就只是照著接口文檔去編碼、測(cè)試就ok了。

有的面試者工作了5年，做的都是自家產(chǎn)品，項(xiàng)目只有兩個(gè)，翻來(lái)覆去的改BUG，加需求，做運(yùn)維。技術(shù)棧很老，還是SSM那一套，最近在改造，終于用上了SpringBoot... 微服務(wù)、消息中間件、分布式鎖根本沒(méi)用過(guò)...

還有的面試者，在XX大廠工作，中間做了一年C#，一年Go，一看簡(jiǎn)歷很華麗，精通三國(guó)語(yǔ)言，其實(shí)不然，都處于入門(mén)階段，毫無(wú)競(jìng)爭(zhēng)力可言。

一時(shí)興起，說(shuō)多了，言歸正傳，總結(jié)一篇分布式鎖的文章，豐富個(gè)人簡(jiǎn)歷，提高面試level，給自己增加一點(diǎn)談資，秒變面試小達(dá)人，BAT不是夢(mèng)。

一、分布式鎖的重要性與挑戰(zhàn)

1、分布式系統(tǒng)中的并發(fā)問(wèn)題

在現(xiàn)代分布式系統(tǒng)中，由于多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)操作共享資源，常常會(huì)引發(fā)各種并發(fā)問(wèn)題。這些問(wèn)題包括競(jìng)態(tài)條件、數(shù)據(jù)不一致、死鎖等，給系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性帶來(lái)了挑戰(zhàn)。讓我們深入探討在分布式系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些并發(fā)問(wèn)題：

競(jìng)態(tài)條件

競(jìng)態(tài)條件指的是多個(gè)進(jìn)程或線程在執(zhí)行順序上產(chǎn)生了不確定性，從而導(dǎo)致程序的行為變得不可預(yù)測(cè)。在分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問(wèn)共享資源，如果沒(méi)有合適的同步機(jī)制，就可能引發(fā)競(jìng)態(tài)條件。例如，在一個(gè)電商平臺(tái)中，多個(gè)用戶同時(shí)嘗試購(gòu)買(mǎi)一個(gè)限量商品，如果沒(méi)有良好的同步機(jī)制，就可能導(dǎo)致超賣(mài)問(wèn)題。

數(shù)據(jù)不一致

在分布式系統(tǒng)中，由于數(shù)據(jù)的拆分和復(fù)制，數(shù)據(jù)的一致性可能受到影響。多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)耐酱胧?，就可能?dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。例如，在一個(gè)社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中，用戶在不同的節(jié)點(diǎn)上修改了自己的個(gè)人資料，如果沒(méi)有同步機(jī)制，就可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致，影響用戶體驗(yàn)。

死鎖

死鎖是指多個(gè)進(jìn)程或線程因相互等待對(duì)方釋放資源而陷入無(wú)限等待的狀態(tài)。在分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可能同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)資源，如果沒(méi)有良好的協(xié)調(diào)機(jī)制，就可能出現(xiàn)死鎖情況。例如，多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)嘗試獲取一組分布式鎖，但由于順序不當(dāng)，可能導(dǎo)致死鎖問(wèn)題。。

二、分布式鎖的基本原理與實(shí)現(xiàn)方式

1、分布式鎖的基本概念

分布式鎖是分布式系統(tǒng)中的關(guān)鍵概念，用于解決多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問(wèn)共享資源可能引發(fā)的并發(fā)問(wèn)題。以下是分布式鎖的一些基本概念：

• 鎖（Lock）：鎖是一種同步機(jī)制，用于確保在任意時(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)（進(jìn)程或線程）可以訪問(wèn)共享資源。鎖可以防止競(jìng)態(tài)條件和數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題。
• 共享資源（Shared Resource）：共享資源是多個(gè)節(jié)點(diǎn)需要訪問(wèn)或修改的數(shù)據(jù)、文件、服務(wù)等。在分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可能同時(shí)嘗試訪問(wèn)這些共享資源，從而引發(fā)問(wèn)題。
• 鎖的狀態(tài)：鎖通常有兩種狀態(tài)，即鎖定狀態(tài)和解鎖狀態(tài)。在鎖定狀態(tài)下，只有持有鎖的節(jié)點(diǎn)可以訪問(wèn)共享資源，其他節(jié)點(diǎn)被阻塞。在解鎖狀態(tài)下，任何節(jié)點(diǎn)都可以嘗試獲取鎖。
• 競(jìng)態(tài)條件（Race Condition）：競(jìng)態(tài)條件指的是多個(gè)節(jié)點(diǎn)在執(zhí)行順序上產(chǎn)生了不確定性，導(dǎo)致程序的行為變得不可預(yù)測(cè)。在分布式系統(tǒng)中，競(jìng)態(tài)條件可能導(dǎo)致多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)訪問(wèn)共享資源，破壞了系統(tǒng)的一致性。
• 數(shù)據(jù)不一致（Data Inconsistency）：數(shù)據(jù)不一致是指多個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，但由于缺乏同步機(jī)制，數(shù)據(jù)可能處于不一致的狀態(tài)。這可能導(dǎo)致應(yīng)用程序出現(xiàn)錯(cuò)誤或異常行為。
• 死鎖（Deadlock）：死鎖是多個(gè)節(jié)點(diǎn)因相互等待對(duì)方釋放資源而陷入無(wú)限等待的狀態(tài)。在分布式系統(tǒng)中，多個(gè)節(jié)點(diǎn)可能同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)資源，如果沒(méi)有良好的協(xié)調(diào)機(jī)制，就可能出現(xiàn)死鎖情況。

分布式鎖的基本目標(biāo)是解決這些問(wèn)題，確保多個(gè)節(jié)點(diǎn)在訪問(wèn)共享資源時(shí)能夠安全、有序地進(jìn)行操作，從而保持?jǐn)?shù)據(jù)的一致性和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2、基于數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式鎖

原理與實(shí)現(xiàn)方式

一種常見(jiàn)的分布式鎖實(shí)現(xiàn)方式是基于數(shù)據(jù)庫(kù)。在這種方式下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)在訪問(wèn)共享資源之前，首先嘗試在數(shù)據(jù)庫(kù)中插入一條帶有唯一約束的記錄。如果插入成功，說(shuō)明節(jié)點(diǎn)成功獲取了鎖；否則，說(shuō)明鎖已經(jīng)被其他節(jié)點(diǎn)占用。

數(shù)據(jù)庫(kù)分布式鎖的原理比較簡(jiǎn)單，但實(shí)現(xiàn)起來(lái)需要考慮一些問(wèn)題。以下是一些關(guān)鍵點(diǎn)：

• 唯一約束（Unique Constraint）：數(shù)據(jù)庫(kù)中的唯一約束確保了只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)可以成功插入鎖記錄。這可以通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的表結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，確保鎖記錄的鍵是唯一的。
• 超時(shí)時(shí)間（Timeout）：為了避免節(jié)點(diǎn)在獲取鎖后崩潰導(dǎo)致鎖無(wú)法釋放，通常需要設(shè)置鎖的超時(shí)時(shí)間。如果節(jié)點(diǎn)在超時(shí)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有完成操作，鎖將自動(dòng)釋放，其他節(jié)點(diǎn)可以獲取鎖。
• 事務(wù)（Transaction）：數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)機(jī)制可以確保數(shù)據(jù)的一致性。在獲取鎖和釋放鎖的過(guò)程中，可以使用事務(wù)來(lái)包裝操作，確保操作是原子的。

在圖中，節(jié)點(diǎn)A嘗試在數(shù)據(jù)庫(kù)中插入鎖記錄，如果插入成功，表示節(jié)點(diǎn)A獲取了鎖，可以執(zhí)行操作。操作完成后，節(jié)點(diǎn)A釋放了鎖。如果插入失敗，表示鎖已經(jīng)被其他節(jié)點(diǎn)占用，節(jié)點(diǎn)A需要處理鎖爭(zhēng)用的情況。

優(yōu)缺點(diǎn)

這個(gè)表格對(duì)基于數(shù)據(jù)庫(kù)的分布式鎖的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)明的總結(jié)。

3、基于緩存的分布式鎖

原理與實(shí)現(xiàn)方式

另一種常見(jiàn)且更為高效的分布式鎖實(shí)現(xiàn)方式是基于緩存系統(tǒng)，如Redis。在這種方式下，每個(gè)節(jié)點(diǎn)嘗試在緩存中設(shè)置一個(gè)帶有過(guò)期時(shí)間的鍵，如果設(shè)置成功，則表示獲取了鎖；否則，表示鎖已經(jīng)被其他節(jié)點(diǎn)占用。

基于緩存的分布式鎖通常使用原子操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，確保在并發(fā)環(huán)境下鎖的獲取是安全的。Redis提供了類(lèi)似SETNX（SET if Not

eXists）的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)這種原子性操作。此外，我們還可以為鎖設(shè)置一個(gè)過(guò)期時(shí)間，避免節(jié)點(diǎn)在獲取鎖后崩潰導(dǎo)致鎖一直無(wú)法釋放。

上圖中，節(jié)點(diǎn)A嘗試在緩存系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)帶有過(guò)期時(shí)間的鎖鍵，如果設(shè)置成功，表示節(jié)點(diǎn)A獲取了鎖，可以執(zhí)行操作。操作完成后，節(jié)點(diǎn)A釋放了鎖鍵。如果設(shè)置失敗，表示鎖已經(jīng)被其他節(jié)點(diǎn)占用，節(jié)點(diǎn)A需要處理鎖爭(zhēng)用的情況。

優(yōu)缺點(diǎn)

通過(guò)基于數(shù)據(jù)庫(kù)和基于緩存的分布式鎖實(shí)現(xiàn)方式，我們可以更好地理解分布式鎖的基本原理以及各自的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景和性能要求，選擇合適的分布式鎖實(shí)現(xiàn)方式非常重要。

三、Redis分布式鎖的實(shí)現(xiàn)與使用

1、使用SETNX命令實(shí)現(xiàn)分布式鎖

在Redis中，可以使用SETNX（SET if Not eXists）命令來(lái)實(shí)現(xiàn)基本的分布式鎖。SETNX命令會(huì)嘗試在緩存中設(shè)置一個(gè)鍵值對(duì)，如果鍵不存在，則設(shè)置成功并返回1；如果鍵已存在，則設(shè)置失敗并返回0。通過(guò)這一機(jī)制，我們可以利用SETNX來(lái)創(chuàng)建分布式鎖。

以下是一個(gè)使用SETNX命令實(shí)現(xiàn)分布式鎖的Java代碼示例：

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class DistributedLockExample {

    private Jedis jedis;

    public DistributedLockExample() {
        jedis = new Jedis("localhost", 6379);
    }

    public boolean acquireLock(String lockKey, String requestId, int expireTime) {
        Long result = jedis.setnx(lockKey, requestId);
        if (result == 1) {
            jedis.expire(lockKey, expireTime);
            return true;
        }
        return false;
    }

    public void releaseLock(String lockKey, String requestId) {
        String storedRequestId = jedis.get(lockKey);
        if (storedRequestId != null && storedRequestId.equals(requestId)) {
            jedis.del(lockKey);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        DistributedLockExample lockExample = new DistributedLockExample();

        String lockKey = "resource:lock";
        String requestId = "request123";
        int expireTime = 60; // 鎖的過(guò)期時(shí)間

        if (lockExample.acquireLock(lockKey, requestId, expireTime)) {
            try {
                // 執(zhí)行需要加鎖的操作
                System.out.println("Lock acquired. Performing critical section.");
                Thread.sleep(1000); // 模擬操作耗時(shí)
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                lockExample.releaseLock(lockKey, requestId);
                System.out.println("Lock released.");
            }
        } else {
            System.out.println("Failed to acquire lock.");
        }
    }
}

2、設(shè)置超時(shí)與防止死鎖

在上述代碼中，我們通過(guò)使用expire命令為鎖設(shè)置了一個(gè)過(guò)期時(shí)間，以防止節(jié)點(diǎn)在獲取鎖后崩潰或異常退出，導(dǎo)致鎖一直無(wú)法釋放。設(shè)置合理的過(guò)期時(shí)間可以避免鎖長(zhǎng)時(shí)間占用而導(dǎo)致的資源浪費(fèi)。

3、鎖的可重入性與線程安全性

分布式鎖需要考慮的一個(gè)問(wèn)題是可重入性，即同一個(gè)線程是否可以多次獲取同一把鎖而不被阻塞。通常情況下，分布式鎖是不具備可重入性的，因?yàn)槊看潍@取鎖都會(huì)生成一個(gè)新的標(biāo)識(shí)（如requestId），不會(huì)與之前的標(biāo)識(shí)相同。

為了解決可重入性的問(wèn)題，我們可以引入一個(gè)計(jì)數(shù)器，記錄某個(gè)線程獲取鎖的次數(shù)。當(dāng)線程再次嘗試獲取鎖時(shí)，只有計(jì)數(shù)器為0時(shí)才會(huì)真正獲取鎖，否則只會(huì)增加計(jì)數(shù)器。釋放鎖時(shí)，計(jì)數(shù)器減少，直到為0才真正釋放鎖。

需要注意的是，為了保證分布式鎖的線程安全性，我們應(yīng)該使用線程本地變量來(lái)存儲(chǔ)requestId，以防止不同線程之間的干擾。

四、分布式鎖的高級(jí)應(yīng)用與性能考慮

1、鎖粒度的選擇

在分布式鎖的應(yīng)用中，選擇合適的鎖粒度是非常重要的。鎖粒度的選擇會(huì)直接影響系統(tǒng)的性能和并發(fā)能力。一般而言，鎖粒度可以分為粗粒度鎖和細(xì)粒度鎖。

• 粗粒度鎖：將較大范圍的代碼塊加鎖，可能導(dǎo)致并發(fā)性降低，但減少了鎖的開(kāi)銷(xiāo)。適用于對(duì)數(shù)據(jù)一致性要求不高，但對(duì)并發(fā)性能要求較低的場(chǎng)景。
• 細(xì)粒度鎖：將較小范圍的代碼塊加鎖，提高了并發(fā)性能，但可能增加了鎖的開(kāi)銷(xiāo)。適用于對(duì)數(shù)據(jù)一致性要求高，但對(duì)并發(fā)性能要求較高的場(chǎng)景。

在選擇鎖粒度時(shí)，需要根據(jù)具體業(yè)務(wù)場(chǎng)景和性能需求進(jìn)行權(quán)衡，避免過(guò)度加鎖或鎖不足的情況。

2、基于RedLock的多Redis實(shí)例鎖

RedLock算法是一種在多個(gè)Redis實(shí)例上實(shí)現(xiàn)分布式鎖的算法，用于提高鎖的可靠性。由于單個(gè)Redis實(shí)例可能由于故障或網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題而導(dǎo)致分布式鎖的失效，通過(guò)使用多個(gè)Redis實(shí)例，我們可以降低鎖失效的概率。

RedLock算法的基本思想是在多個(gè)Redis實(shí)例上創(chuàng)建相同的鎖，并使用SETNX命令來(lái)嘗試獲取鎖。在獲取鎖時(shí)，還需要檢查大部分Redis實(shí)例的時(shí)間戳，確保鎖在多個(gè)實(shí)例上的時(shí)間戳是一致的。只有當(dāng)大部分實(shí)例的時(shí)間戳一致時(shí)，才認(rèn)為鎖獲取成功。

以下是基于RedLock的分布式鎖的Java代碼示例：

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedLockExample {

    private static final int QUORUM = 3;
    private static final int LOCK_TIMEOUT = 500;

    private Jedis[] jedisInstances;

    public RedLockExample() {
        jedisInstances = new Jedis[]{
            new Jedis("localhost", 6379),
            new Jedis("localhost", 6380),
            new Jedis("localhost", 6381)
        };
    }

    public boolean acquireLock(String lockKey, String requestId) {
        int votes = 0;
        long start = System.currentTimeMillis();
        
        while ((System.currentTimeMillis() - start) < LOCK_TIMEOUT) {
            for (Jedis jedis : jedisInstances) {
                if (jedis.setnx(lockKey, requestId) == 1) {
                    jedis.expire(lockKey, LOCK_TIMEOUT / 1000); // 設(shè)置鎖的超時(shí)時(shí)間
                    votes++;
                }
            }
            
            if (votes >= QUORUM) {
                return true;
            } else {
                // 未獲取到足夠的票數(shù)，釋放已獲得的鎖
                for (Jedis jedis : jedisInstances) {
                    if (jedis.get(lockKey).equals(requestId)) {
                        jedis.del(lockKey);
                    }
                }
            }
            
            try {
                Thread.sleep(50); // 等待一段時(shí)間后重試
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
        
        return false;
    }

    public void releaseLock(String lockKey, String requestId) {
        for (Jedis jedis : jedisInstances) {
            if (jedis.get(lockKey).equals(requestId)) {
                jedis.del(lockKey);
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        RedLockExample redLockExample = new RedLockExample();
        
        String lockKey = "resource:lock";
        String requestId = "request123";

        if (redLockExample.acquireLock(lockKey, requestId)) {
            try {
                // 執(zhí)行需要加鎖的操作
                System.out.println("Lock acquired. Performing critical section.");
                Thread.sleep(1000); // 模擬操作耗時(shí)
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            } finally {
                redLockExample.releaseLock(lockKey, requestId);
                System.out.println("Lock released.");
            }
        } else {
            System.out.println("Failed to acquire lock.");
        }
    }
}

3、分布式鎖的性能考慮

分布式鎖的引入會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜性和性能開(kāi)銷(xiāo)，因此在使用分布式鎖時(shí)需要考慮其對(duì)系統(tǒng)性能的影響。

一些性能優(yōu)化的方法包括：

• 減少鎖的持有時(shí)間：盡量縮短代碼塊中的加鎖時(shí)間，以減少鎖的競(jìng)爭(zhēng)和阻塞。
• 使用細(xì)粒度鎖：避免一次性加鎖過(guò)多的資源，盡量選擇合適的鎖粒度，減小鎖的粒度。
• 選擇高性能的鎖實(shí)現(xiàn)：比如基于緩存的分布式鎖通常比數(shù)據(jù)庫(kù)鎖性能更高。
• 合理設(shè)置鎖的超時(shí)時(shí)間：避免長(zhǎng)時(shí)間的鎖占用，導(dǎo)致資源浪費(fèi)。
• 考慮并發(fā)量和性能需求：根據(jù)系統(tǒng)的并發(fā)量和性能需求，合理設(shè)計(jì)鎖的策略和方案。

分布式鎖的高級(jí)應(yīng)用需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇適當(dāng)?shù)牟呗?，以保證系統(tǒng)的性能和一致性。在考慮性能優(yōu)化時(shí)，需要綜合考慮鎖的粒度、并發(fā)量、可靠性等因素。

五、常見(jiàn)并發(fā)問(wèn)題與分布式鎖的解決方案對(duì)比

1、高并發(fā)場(chǎng)景下的數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題

在高并發(fā)場(chǎng)景下，數(shù)據(jù)一致性是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題。多個(gè)并發(fā)請(qǐng)求同時(shí)修改相同的數(shù)據(jù)，可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致的情況。分布式鎖是解決這一問(wèn)題的有效方案之一，與其他解決方案相比，具有以下優(yōu)勢(shì)：

• 原子性保證： 分布式鎖可以保證一組操作的原子性，從而確保多個(gè)操作在同一時(shí)刻只有一個(gè)能夠執(zhí)行，避免了并發(fā)沖突。
• 簡(jiǎn)單易用： 分布式鎖的使用相對(duì)簡(jiǎn)單，通過(guò)加鎖和釋放鎖的操作，可以有效地保證數(shù)據(jù)的一致性。
• 廣泛適用： 分布式鎖適用于不同的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，如關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)、NoSQL數(shù)據(jù)庫(kù)和緩存系統(tǒng)。

相比之下，其他解決方案可能需要更復(fù)雜的邏輯和額外的處理，例如使用樂(lè)觀鎖、悲觀鎖、分布式事務(wù)等。雖然這些方案在一些場(chǎng)景下也是有效的，但分布式鎖作為一種通用的解決方案，在大多數(shù)情況下都能夠提供簡(jiǎn)單而可靠的數(shù)據(jù)一致性保證。

2、唯一性約束與分布式鎖

唯一性約束是另一個(gè)常見(jiàn)的并發(fā)問(wèn)題，涉及到確保某些操作只能被執(zhí)行一次，避免重復(fù)操作。例如，在分布式環(huán)境中，我們可能需要確保只有一個(gè)用戶能夠創(chuàng)建某個(gè)資源，或者只能有一個(gè)任務(wù)被執(zhí)行。

分布式鎖可以很好地解決唯一性約束的問(wèn)題。當(dāng)一個(gè)請(qǐng)求嘗試獲取分布式鎖時(shí)，如果獲取成功，說(shuō)明該請(qǐng)求獲得了執(zhí)行權(quán)，可以執(zhí)行需要唯一性約束的操作。其他請(qǐng)求獲取鎖失敗，意味著已經(jīng)有一個(gè)請(qǐng)求在執(zhí)行相同操作了，從而避免了重復(fù)操作。

與其他解決方案相比，分布式鎖的實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，不需要修改數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)或增加額外的約束。而其他方案可能涉及數(shù)據(jù)庫(kù)的唯一性約束、隊(duì)列的消費(fèi)者去重等，可能需要更多的處理和調(diào)整。

六、最佳實(shí)踐與注意事項(xiàng)

1、分布式鎖的最佳實(shí)踐

分布式鎖是一種強(qiáng)大的工具，但在使用時(shí)需要遵循一些最佳實(shí)踐，以確保系統(tǒng)的可靠性和性能。以下是一些關(guān)鍵的最佳實(shí)踐：

選擇合適的場(chǎng)景

分布式鎖適用于需要確保數(shù)據(jù)一致性和控制并發(fā)的場(chǎng)景，但并不是所有情況都需要使用分布式鎖。在設(shè)計(jì)中，應(yīng)仔細(xì)評(píng)估業(yè)務(wù)需求，選擇合適的場(chǎng)景使用分布式鎖，避免不必要的復(fù)雜性。

例子：適合使用分布式鎖的場(chǎng)景包括：訂單支付、庫(kù)存扣減等需要強(qiáng)一致性和避免并發(fā)問(wèn)題的操作。

反例：對(duì)于只讀操作或者數(shù)據(jù)不敏感的操作，可能不需要使用分布式鎖，以避免引入不必要的復(fù)雜性。

鎖粒度的選擇

在使用分布式鎖時(shí)，選擇適當(dāng)?shù)逆i粒度至關(guān)重要。鎖粒度過(guò)大可能導(dǎo)致性能下降，而鎖粒度過(guò)小可能增加鎖爭(zhēng)用的風(fēng)險(xiǎn)。需要根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景和數(shù)據(jù)模型選擇恰當(dāng)?shù)逆i粒度。

例子：在訂單系統(tǒng)中，如果需要同時(shí)操作多個(gè)訂單，可以將鎖粒度設(shè)置為每個(gè)訂單的粒度，而不是整個(gè)系統(tǒng)的粒度。

反例：如果鎖粒度過(guò)大，比如在整個(gè)系統(tǒng)級(jí)別上加鎖，可能會(huì)導(dǎo)致并發(fā)性能下降。

設(shè)置合理的超時(shí)時(shí)間

為鎖設(shè)置合理的超時(shí)時(shí)間是防止死鎖和資源浪費(fèi)的重要步驟。過(guò)長(zhǎng)的超時(shí)時(shí)間可能導(dǎo)致鎖長(zhǎng)時(shí)間占用，而過(guò)短的超時(shí)時(shí)間可能導(dǎo)致鎖被頻繁釋放，增加了鎖爭(zhēng)用的可能性。

例子：如果某個(gè)操作的正常執(zhí)行時(shí)間不超過(guò)5秒，可以設(shè)置鎖的超時(shí)時(shí)間為10秒，以確保在正常情況下能夠釋放鎖。

反例：設(shè)置過(guò)長(zhǎng)的超時(shí)時(shí)間可能導(dǎo)致鎖被長(zhǎng)時(shí)間占用，造成資源浪費(fèi)。

2、避免常見(jiàn)陷阱與錯(cuò)誤

在使用分布式鎖時(shí)，還需要注意一些常見(jiàn)的陷阱和錯(cuò)誤，以避免引入更多問(wèn)題：

重復(fù)釋放鎖

在釋放鎖時(shí)，確保只有獲取鎖的請(qǐng)求才能進(jìn)行釋放操作。重復(fù)釋放鎖可能導(dǎo)致其他請(qǐng)求獲取到不應(yīng)該獲取的鎖。

例子：

// 錯(cuò)誤的釋放鎖方式
if (storedRequestId != null) {
    jedis.del(lockKey);
}

正例：

// 正確的釋放鎖方式
if (storedRequestId != null && storedRequestId.equals(requestId)) {
    jedis.del(lockKey);
}

鎖的可重入性

在實(shí)現(xiàn)分布式鎖時(shí)，考慮鎖的可重入性是必要的。某個(gè)請(qǐng)求在獲取了鎖后，可能還會(huì)在同一個(gè)線程內(nèi)再次請(qǐng)求獲取鎖。在實(shí)現(xiàn)時(shí)需要保證鎖是可重入的。

例子：

// 錯(cuò)誤的可重入性處理
if (lockExample.acquireLock(lockKey, requestId, expireTime)) {
    // 執(zhí)行操作
    lockExample.acquireLock(lockKey, requestId, expireTime); // 錯(cuò)誤：再次獲取鎖
    lockExample.releaseLock(lockKey, requestId);
}

正例：

// 正確的可重入性處理
if (lockExample.acquireLock(lockKey, requestId, expireTime)) {
    try {
        // 執(zhí)行操作
    } finally {
        lockExample.releaseLock(lockKey, requestId);
    }
}

鎖的正確釋放。

確保鎖的釋放操作在正確的位置進(jìn)行，以免在鎖未釋放的情況下就進(jìn)入了下一個(gè)階段，導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致。

例子：

// 錯(cuò)誤的鎖釋放位置
if (lockExample.acquireLock(lockKey, requestId, expireTime)) {
    // 執(zhí)行操作
    lockExample.releaseLock(lockKey, requestId); // 錯(cuò)誤：鎖未釋放就執(zhí)行了下一步操作
    // 執(zhí)行下一步操作
}

正例：

// 正確的鎖釋放位置
if (lockExample.acquireLock(lockKey, requestId, expireTime)) {
    try {
        // 執(zhí)行操作
    } finally {
        lockExample.releaseLock(lockKey, requestId);
    }
}

不應(yīng)濫用鎖

分布式鎖雖然能夠解決并發(fā)問(wèn)題，但過(guò)度使用鎖可能會(huì)降低系統(tǒng)性能。在使用分布式鎖時(shí)，需要在性能和一致性之間做出權(quán)衡。

例子：不應(yīng)該在整個(gè)系統(tǒng)的每個(gè)操作都加上分布式鎖，以避免鎖競(jìng)爭(zhēng)過(guò)于頻繁導(dǎo)致性能問(wèn)題。

正例：只在必要的操作中加入分布式鎖，以保證一致性的同時(shí)最大程度地減少鎖競(jìng)爭(zhēng)。

通過(guò)遵循以上最佳實(shí)踐和避免常見(jiàn)陷阱與錯(cuò)誤，可以更好地使用分布式鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)一致性和并發(fā)控制，確保分布式系統(tǒng)的可靠性和性能。