分布式锁，再深一点！！

2020-08-27 00:00:00 多个分布式进程访问临界

一、起因

分布式环境下，多台机器上多个进程对一个数据进行操作，必然引起数据不一致的情况，比如“商品超卖”。那么在分布式环境下，怎么访问临界资源，是互联网的一大难题。分布式锁就是一种解决方法。

二、互斥原理

原理：多个访问方对同一个资源进行操作，需要进行互斥，通常是利用一个这些访问方同时能够访问到的lock来实施互斥的。

场景一

在同一个进程内，多个线程的互斥，我们可以通过加锁来进行串行化访问。

步骤：

（1）多个线程同时抢锁

（2）只一个线程抢到，未抢到的阻塞，或下次再来抢

（3）抢到锁的线程操作临界资源

（4）操作完临界资源后释放锁

画外音：锁是进程内的一个数据结构，将临界资源的冲突转变为对锁结构的冲突。

场景二

在分布式环境下，进程内的锁结构就无法作用于进程外了，所以多进程情况下怎么进行临界资源的保护呢？

结合进程内锁的机制，我们可以得出几点条件：

（1）需要有一个特殊的数据结构，每个进程都能访问

（2）同时只能一个进程访问成功

（3）访问成功的进程可以访问临界资源

画外音：问题的关键在于找到同时只有一个进程访问成功的外部存储结构。

三、分布式锁

既然分布式锁的核心是选择合适的外部存储，那怎么选择“合适”的存储介质和存储模型就是我们思考的核心了。

那分布式锁用关系型存储还是KV存储？

从锁的角度来看，我们对它要求不多，KV存储足够。这样我们想到的就是Redis方案了，那是不是Redis方案就是优方案呢？

Redis：单线程高性能的内存KV存储方案。

（1）满足所有进程都能访问的数据结构

（2）单线程满足只有一个进程能访问成功（setnx命令)

（3）业务上保证set成功的进程进行临界资源操作

步骤：

（1）多台机器上多个进程对这个锁进行争抢，例如在缓存上同时进行set key=123操作

（2）只有一个进程会抢到这个锁，即只有一个进程对缓存set key=123能够成功，不成功的进程下次再来抢

（3）抢到锁的进程对临界资源进行操作

（4）扣减完成之后释放锁，即对缓存delete key=123

从功能上，Redis完美的实现了分布式锁，那再深入一点。

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