什么是分布式锁，分布式锁有什么作用？

article/2025/10/13 4:21:41

1 、什么是分布式锁

为了防止分布式系统中的多个进程之间相互干扰，我们需要一种分布式协调技术来对这些进程进行调度。而这个分布式协调技术的核心就是来实现这个分布式锁。

2、为什么要使用分布式锁
在这里插入图片描述

成员变量 A 存在 JVM1、JVM2、JVM3 三个 JVM 内存中；
成员变量 A 同时都会在 JVM 分配一块内存，三个请求发过来同时对这个变量操作，显然结果是不对的；
不是同时发过来，三个请求分别操作三个不同 JVM 内存区域的数据，变量 A 之间不存在共享，也不具有可见性，处理的结果也是不对的；
注：该成员变量 A 是一个有状态的对象；
如果我们业务中确实存在这个场景的话，我们就需要一种方法解决这个问题，这就是分布式锁要解决的问题

3、分布式锁有哪些实现

Memcached
Redis
Zookeeper
chubby

4、Redis 分布式锁实现

加锁

命令： setnx(key,value);
当一个线程执行 setnx 返回 1，说明 key原本不存在，该线程成功得到了锁；当一个线程执行 setnx 返回 0，说明 key 已经存在，该线程抢锁失败

解锁

有加锁就得有解锁。当得到锁的线程执行完任务，需要释放锁，以便其他线程可以进入。释放锁的最简单方式是执行 del 指令，伪代码：del(key) ，释放锁之后其他线程就可以通过执行setnx，来获取锁

锁超时

锁超时是什么意思呢？如果一个得到锁的线程在执行任务的过程中挂掉，来不及显式地释放锁，这块资源将会永远被锁住（死锁），别的线程再也别想进来。所以，setnx的 key 必须设置一个超时时间，以保证即使没有被显式释放，这把锁也要在一定时间后自动释放。setnx 不支持超时参数，所以需要额外的指令，伪代码如下：
expire（lock_sale_商品ID， 30）
if（setnx（lock_sale_商品ID，1） == 1）{ expire（lock_sale_商品ID，30） try { do
something … } finally { del（lock_sale_商品ID） } }

存在的问题

以上伪代码存在三个致命问题，如下问题：

1、setnx 和 expire 命令组合的非原子性；

当某线程执行 setnx，成功得到了锁，setnx刚执行成功，还未来得及执行 expire 指令，节点 1 挂掉了。这样一来，这把锁就没有设置过期时间，变成死锁，别的线程再也无法获得锁了。
怎么解决呢？setnx 指令本身是不支持传入超时时间的，set 指令增加了可选参数，伪代码如下：
//将key设置为1，过期时间为30秒，设置方式为 setnx set（key，1，30，NX）

2、del 误删

又是一个极端场景，假如某线程成功得到了锁，并且设置的超时时间是 30 秒。

在这里插入图片描述

如果某些原因导致线程 A 执行的很慢很慢，过了 30 秒都没执行完，这时候锁过期自动释放，线程 B 得到了锁。

在这里插入图片描述

随后，线程 A 执行完了任务，线程 A 接着执行 del 指令来释放锁。但这时候线程 B 还没执行完，线程A实际上删除的是线程 B加的锁。

在这里插入图片描述

怎么避免这种情况呢？可以在 del 释放锁之前做一个判断，验证当前的锁是不是自己加的锁。至于具体的实现，可以在加锁的时候把当前的线程 ID当做 value，并在删除之前验证 key 对应的 value 是不是自己线程的 ID。
加锁：
String threadId = Thread.currentThread().getId() set（key，threadId ，30，NX）
解锁：
if（threadId .equals(redisClient.get(key))）{ del(key) }
但是，这样做又隐含了一个新的问题，判断和释放锁是两个独立操作，不是原子性。

3、出现并发的可能性