一、執行緒鎖、行程鎖
在介紹分布式鎖之前，我們先來簡單介紹下執行緒鎖、行程鎖，
執行緒鎖
執行緒鎖，主要用來解決的問題是：保護臨界區域，
使用方式：lock(mutex)、unlock(mutex)，
行程鎖
為了控制同一作業系統中多個行程訪問一個共享資源，
nginx中的accept鎖，就是一種行程鎖，它采用的實作方式是：共享記憶體+信號量，
二、分布式鎖
2.1 分布式鎖的實作方案
分布式鎖的常見實作方案有：
1）資料庫 redis，mysql
2）zookeeper
高效性比較：zookeeper > redis > mysql
2.2、分布式鎖有哪些特征
1）互斥性
2）可重入性：一個行程允許遞回獲取鎖（需要遞回釋放）
3）分布式鎖需要解決鎖超時（行程crash掉，需要考慮釋放分布式鎖）
4）高效、高可用（redis、zookeeper），
5）公平鎖（按獲取鎖順序執行）和非公平鎖（隨機執行）
圖1
高可用，指的是資料中心crash掉后 ，行程依然可以獲取到鎖，并能夠正確釋放鎖，
redis主從復制：主redis收到寫操作，通知從redis方式實作資料同步，實作的是最終一致性（可能一秒rdb或者一個操作aof），
zookeeper：使用zab協議，實作強一致性，
分布式中，主要考慮CAP，c一致性，a可用性，p磁區容錯性（三者占二），
2.3、redis實作分布式鎖
1、redis運行原理
redis用作快取資料庫，也是資料結構資料庫，kv資料庫（hash），
圖2
熱點資料（常用）存放在redis中，
操作redis，實際是操作redis中的資料結構，rpc遠程呼叫，
資料請求方式：請求回應+監聽發布，
按請求順序來執行命令，同樣回傳按照執行順序，
比如：
請求：set hello world
回應：+OK
2、redis實作分布式鎖
1）獲取鎖
2）執行邏輯
3）釋放鎖
設定鎖：setnx()只有在key不存在的時候，才能設定成功，成功回傳(+ok)，失敗回傳(nil)，
釋放鎖：del key
結合 圖1，引出幾個問題，
問題1 行程a、b、c、d同時競爭鎖，若產生了死鎖，如何解決？
給行程的鎖設定超時時間：set(“lock”, 四元組, “NX”, “EX”, 30) ，比如行程A超時了，行程B就可以獲取到鎖，
問題2 來自問題1的設定超時解決方案：行程A超時后，還需要釋放鎖嗎？怎么釋放？
可以對行程A的鎖進行超時疊加：set(“lock”, 四元組, “NX”, “EX”, 30)超時后，可以依次續時間：20s，10s，
問題3 同樣來自問題1的設定超時解決方案：當A設定鎖超時之后，B可以獲取到鎖，如果B還沒執行完邏輯而A執行完后，A釋放了鎖，這時C也可以獲取鎖，
我們可以通過增加是哪個行程標識，表明是哪個進行在使用鎖，這樣A就不能隨意釋放鎖，
問題4 來自問題3的設定超時解決方案：如何對一個行程進行唯一標識？
1）方案1：使用 “PID” 作為行程唯一標識，缺陷：PID是一個遞增ID，最大值有上限，約是32970，當ID值增加到最大值的時候，系統就會重新從1開始分配PID，沒法區分，因此僅使用PID并不合適，
2）方案2：使用 “IP:PORT:PID” 作為行程唯一標識：會產生一種bug–可能通過批處理執行過很多命令，1270pid輪詢重啟后又變成1270，這個時候沒法區分該行程是否有重啟，
3）方案3：使用 “IP:PORT:STARTTIME:PID” 作為行程唯一標識，starttime是以ms單位來存盤，
2.4、zookeeper實作分布式鎖
zookeeper主要處理協調管理功能：統一命名、管理集群、配置中心（配置更新）、分布式鎖，
圖3
集成zookeeper之后，一般都是配置一個Web后臺，可以在Web后臺對zookeeper進行配置更新，Zookeeper就可以呼叫批處理程式，比如重啟等，
zookeeper通過資料模型+監聽機制，來驅動所有的功能，
1、資料模型
類似檔案系統存盤方式
/root
/usr/local
特征：
1）持久的：持久化（寫到硬碟中，重啟后讀到記憶體中）
2）短暫的：與連接相關，連接斷開后，連接創建的節點自動洗掉
3）順序的（如圖4）
圖4
2、監聽機制
可監聽節點的變化（創建，洗掉，值的變化，子節點的變化（創建或洗掉）），
1）獲取鎖：創建同名節點，只有一個能創建成功，
2）釋放鎖：delete節點，斷開連接自動洗掉，鎖超時，
結合 圖3，引出幾個問題，
問題1 如果有多個行程都去創建，只有一個創建成功了，假設a創建成功了，bcd什么時候去創建呢？
可以使用監聽機制，當節點失效的時候，都去競爭鎖，小于10個行程競爭的時候，可以使用這種方式；而如果有大量行程獲取鎖，就會驚群效應，浪費網路資源，
問題2 來自問題1，如何解決驚群問題？
可以采用公平鎖：
1）創建節點，產生短暫順序節點，比如abcd依次創建，得到的短暫順序節點0、1、2、3，
2）每一個行程都有一個序號 ， 假設序號為0，就是它獲取鎖；假設序號不為0，只需要監聽比它小一節的節點即可，
比如：b節點監聽a節點，只要a釋放，b就能拿到鎖，以此類推：c監聽b節點，d監聽c節點，
問題3 來自問題2，行程a當前獲取到鎖，如果行程b崩潰，行程c如何能拿到鎖？
改為行程c監聽行程a，
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