一、起因

分布式環(huán)境下，多臺機(jī)器上多個(gè)進(jìn)程對一個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，必然引起數(shù)據(jù)不一致的情況，比如“商品超賣”。那么在分布式環(huán)境下，怎么訪問臨界資源，是互聯(lián)網(wǎng)的一大難題。分布式鎖就是一種解決方法。

二、互斥原理

原理：多個(gè)訪問方對同一個(gè)資源進(jìn)行操作，需要進(jìn)行互斥，通常是利用一個(gè)這些訪問方同時(shí)能夠訪問到的lock來實(shí)施互斥的。

場景一

在同一個(gè)進(jìn)程內(nèi)，多個(gè)線程的互斥，我們可以通過加鎖來進(jìn)行串行化訪問。

步驟：

• 多個(gè)線程同時(shí)搶鎖
• 只一個(gè)線程搶到，未搶到的阻塞，或下次再來搶
• 搶到鎖的線程操作臨界資源
• 操作完臨界資源后釋放鎖

畫外音：鎖是進(jìn)程內(nèi)的一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，將臨界資源的沖突轉(zhuǎn)變?yōu)閷︽i結(jié)構(gòu)的沖突。

場景二

在分布式環(huán)境下，進(jìn)程內(nèi)的鎖結(jié)構(gòu)就無法作用于進(jìn)程外了，所以多進(jìn)程情況下怎么進(jìn)行臨界資源的保護(hù)呢?

結(jié)合進(jìn)程內(nèi)鎖的機(jī)制，我們可以得出幾點(diǎn)條件：

• 需要有一個(gè)特殊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)進(jìn)程都能訪問
• 同時(shí)只能一個(gè)進(jìn)程訪問成功
• 訪問成功的進(jìn)程可以訪問臨界資源

畫外音：問題的關(guān)鍵在于找到同時(shí)只有一個(gè)進(jìn)程訪問成功的外部存儲結(jié)構(gòu)。

三、分布式鎖

既然分布式鎖的核心是選擇合適的外部存儲，那怎么選擇“合適”的存儲介質(zhì)和存儲模型就是我們思考的核心了。

那分布式鎖用關(guān)系型存儲還是KV存儲?

從鎖的角度來看，我們對它要求不多，KV存儲足夠。這樣我們第一想到的就是Redis方案了，那是不是Redis方案就是最優(yōu)方案呢?

Redis：單線程高性能的內(nèi)存KV存儲方案。

• 滿足所有進(jìn)程都能訪問的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
• 單線程滿足只有一個(gè)進(jìn)程能訪問成功(setnx命令)
• 業(yè)務(wù)上保證set成功的進(jìn)程進(jìn)行臨界資源操作

步驟：

• 多臺機(jī)器上多個(gè)進(jìn)程對這個(gè)鎖進(jìn)行爭搶，例如在緩存上同時(shí)進(jìn)行set key=123操作
• 只有一個(gè)進(jìn)程會搶到這個(gè)鎖，即只有一個(gè)進(jìn)程對緩存set key=123能夠成功，不成功的進(jìn)程下次再來搶
• 搶到鎖的進(jìn)程對臨界資源進(jìn)行操作
• 扣減完成之后釋放鎖，即對緩存delete key=123

從功能上，Redis完美的實(shí)現(xiàn)了分布式鎖，那再深入一點(diǎn)。

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