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前言
分布式锁就是在多个过程之间达到互斥的目标，常见的计划包含：基于 DB 的惟一索引、Zookeeper 的长期有序节点、Redis 的 SETNX 来实现；Redis 因为其高性能被宽泛应用，本文通过一问一答的形式来理解 Redis 如何去实现分布式锁的。
1.Redis 怎么实现分布式锁
应用 Redis 提供的 SETNX 命令保障只有一次能写入胜利
SETNX key value当且仅当 key 不存在，则给 key 设值为 value；若给定的key 曾经存在，则什么也不做；
127.0.0.1:6379> setnx lock 001
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setnx lock 002
(integer) 0当然也能够应用 SET 命令，并应用 NX 关键字
set <key> <value> NX2. 如果获取锁的节点挂了怎么办
如果仅仅应用 SETNX 命令，当某个节点抢占到锁，如果这时候以后节点挂了，那么导致这个锁无奈开释，最终会导致死锁呈现；这时候想到的是给 key 设置一个过期工夫，这样就是节点挂了也会主动删除；
127.0.0.1:6379> expire lock 5
(integer) 1以上应用 expire 命令设置过期工夫；
3. 如果 Set 执行完 Expire 未执行节点挂了
以上问题的起因是因为 SETNX 命令和 Expire 不是原子操作，所有有可能在执行完 SETNX 命令之后节点就挂了，这时候 Expire 还没来得及执行，同样会导致锁无奈开释，呈现死锁景象；
127.0.0.1:6379> set lock 001 ex 5 nx
OK如上命令将 SETNX 和Expire命令整合成一个原子操作，保障了同时胜利同时失败；
4. 没有获取锁的节点如何阻塞解决
没有获取到锁的节点须要处于阻塞状态，并且定时去重试，保障第一工夫能获取锁；
while(true){
set lock uuid ex 5 nx; ## 抢占锁
if(获取锁){break;}
......
sleep(1); ## 避免始终耗费 CPU
}如果想性能更弱小一点能够指定阻塞工夫，超过指定阻塞工夫就间接获取锁失败；
5. 如果解决锁的可重入问题
可重入就是如果某个线程获取了锁，那么以后线程再次获取锁的时候，应该还是能够进入锁中的，每重入一次数量加一，进去时减一；本地能够应用 threadId 或者间接应用 ThreadLocal 来实现；当然最好是间接把相干信息保留在 Redis 中，Redisson应用 lua 脚本来记录 threadId 信息：
if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then ## 如果锁不存在
redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); ## 保留锁，同时设置 threadId
redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); ## 设置过期工夫
return nil;
end;
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then ## 如果锁存在并且 threadId 就是以后线程 id
redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); ## 给 threadId 自增
redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); ## 设置过期工夫
return nil;
end; "return redis.call('pttl', KEYS[1]);6. 如果过期工夫到了，工作刚好执行完会怎么样
失常来说咱们预估的过期工夫相对来说都比执行工作的工夫长一些，所以当工作执行完之后会做删除操作
127.0.0.1:6379> del lock
(integer) 1有没有可能 A 节点获取的锁过期工夫到了，锁被删除，这时候 B 节点获取到锁，又从新执行了 set ex nx 命令；而刚好 A 节点工作执行实现，并且执行删除锁命令，把 B 节点的锁给删掉，呈现锁被误删的状况；
这种状况就须要咱们在删除锁的时候，查看以后被删除的锁是否就是咱们之前获取的锁，能够在 set 的时候执行一个惟一的 value，比方间接应用uuid；这样在删除的时候咱们须要先获取锁对应的value 值，而后和以后节点对象的 value 做比拟，统一才能够删除；
string uuid = gen(); ## 生成一个惟一 value
set lock uuid ex 5 nx; ## 抢占锁
...... ## 执行业务
string value = get lock; ## 获取以后锁对应的 value 值
if(value == uuid) { ## 比照获取的 value 值和 uuid 是否统一
del lock ## 统一执行删除操作
} else {return; ## 否则不执行删除操作}7. 如果过期工夫到了，工作还没执行完怎么办
过期工夫是一个预估的工夫，如果真有某个工作执行的工夫很长，而这时候刚好过期工夫到了，锁就会被删除，导致其余节点又能够获取锁了，这样就呈现了多个节点同时获取锁的状况；
这种状况个别会这么解决：
- 过期工夫设置的足够长，确保工作能够执行完；
- 启动一个守护线程，为将要过期但未开释的锁减少工夫，就是给锁续命；
咱们罕用的工具包 Redisson，外部提供了一个监控锁的看门狗，它的作用是在Redisson 实例被敞开前，一直的缩短锁的有效期；外部应用 HashedWheelTimer 作为定时器定期检查；
8.Redis 主节点宕机，还未同步从节点怎么办
咱们晓得 Redis 主从同步是异步的，如果某个节点获取了锁，这时候锁信息还未同步到从节点，主节点宕机了，从节点降级为主节点，导致锁失落；这种状况 Redis 作者提出了 redlock 算法，大抵含意如下：
在 Redis 的分布式环境中，假如咱们有 N 个 Redis 主机；这些节点是齐全独立的，因而咱们不应用复制或任何其余隐式协调系统；
当且仅当从大多数 (N/2+1，这里是 3 个节点) 的 Redis 节点都取到锁，并且应用的工夫小于锁生效工夫时，锁才算获取胜利。
Redisson提供了 RedLock 的反对，应用也很简略：
RLock lock1 = redissonClient1.getLock(resourceName);
RLock lock2 = redissonClient2.getLock(resourceName);
RLock lock3 = redissonClient3.getLock(resourceName);
// 向 3 个 redis 实例尝试加锁
RedissonRedLock redLock = new RedissonRedLock(lock1, lock2, lock3); 更多：redlock
9.Redis 呈现集群脑裂会怎么样
集群脑裂指因为网络问题，导致主节点、从节点以及 sentinel 处于不同的网络分区，因为 sentinel 的存在会因为某些主节点不存在，而晋升从节点为主节点，这时候就存在了不同的主节点，此时不同的客户端可能连贯不同的主节点，两个客户端能够同时领有同一把锁；
Redis 提供了两个配置项来限度主库的申请解决，别离是 min-slaves-to-write 和 min-slaves-max-lag：
- min-slaves-to-write：设置了主库能进行数据同步的起码从库数量
- min-slaves-max-lag：设置了主从库间进行数据复制时，从库给主库发送
ACK音讯的最大提早（以秒为单位）
配置项组合后要求主库连贯的从库中至多有 N 个从库、主库进行数据复制时的 ACK 音讯提早不能超过 N 秒，否则主库就不会再接管客户端的申请。
10. 如何实现一个偏心锁
咱们晓得 ReentrantLock 通过 AQS 来偏心锁，AQS外部通过双向队列来实现，Redis 自身提供了多种数据结构包含列表、有序汇合等；Redisson实现偏心锁正是通过 Redis 内置的数据结构来实现的：
- 应用列表作为线程的期待队列，新的期待队列增加到列表的尾部；
- 应用有序汇合寄存期待线程的程序，分数 score 是期待线程的超时工夫戳；
总结
不论应用哪种形式去实现分布式锁，咱们前提须要保障锁的性能包含：互斥性、可重入性、阻塞性；同时因为分布式的存在咱们须要保证系统的高可用、高性能、杜绝所有呈现死锁和同时取得锁的状况。