概述
爲了防止分佈式系統中的多個進程之間相互干擾，我們需要一種分佈式協調技術來對這些進程進行調度。而這個分佈式協調技術的核心就是來實現這個分佈式鎖。
爲什麼要使用分佈式鎖
- 成員變量 A 存在 JVM1、JVM2、JVM3 三個 JVM 內存中
- 成員變量 A 同時都會在 JVM 分配一塊內存，三個請求發過來同時對這個變量操作，顯然結果是不對的
- 不是同時發過來，三個請求分別操作三個不同 JVM 內存區域的數據，變量 A 之間不存在共享，也不具有可見性，處理的結果也是不對的
注：該成員變量 A 是一個有狀態的對象
如果我們業務中確實存在這個場景的話，我們就需要一種方法解決這個問題，這就是分佈式鎖要解決的問題
分佈式鎖應該具備哪些條件
- 在分佈式系統環境下，一個方法在同一時間只能被一個機器的一個線程執行
- 高可用的獲取鎖與釋放鎖
- 高性能的獲取鎖與釋放鎖
- 具備可重入特性（可理解爲重新進入，由多於一個任務併發使用，而不必擔心數據錯誤）
- 具備鎖失效機制，防止死鎖
- 具備非阻塞鎖特性，即沒有獲取到鎖將直接返回獲取鎖失敗
分佈式鎖的實現有哪些
- Memcached：利用 Memcached 的
add命令。此命令是原子性操作，只有在key不存在的情況下，才能add成功，也就意味着線程得到了鎖。 - Redis：和 Memcached 的方式類似，單線程，利用 Redis 的
setnx命令。此命令同樣是原子性操作，只有在key不存在的情況下，才能set成功。 - Zookeeper：利用 Zookeeper 的順序臨時節點，來實現分佈式鎖和等待隊列。Zookeeper 設計的初衷，就是爲了實現分佈式鎖服務的。
- Chubby：Google 公司實現的粗粒度分佈式鎖服務，底層利用了 Paxos 一致性算法。
通過 Redis 分佈式鎖的實現理解基本概念
分佈式鎖實現的三個核心要素：
加鎖
最簡單的方法是使用 setnx 命令。key 是鎖的唯一標識，按業務來決定命名。比如想要給一種商品的秒殺活動加鎖，可以給 key 命名爲 “lock_sale_商品ID” 。而 value 設置成什麼呢？我們可以姑且設置成 1。加鎖的僞代碼如下：
setnx（lock_sale_商品ID，1）
當一個線程執行 setnx 返回 1，說明 key 原本不存在，該線程成功得到了鎖；當一個線程執行 setnx 返回 0，說明 key 已經存在，該線程搶鎖失敗。
解鎖
有加鎖就得有解鎖。當得到鎖的線程執行完任務，需要釋放鎖，以便其他線程可以進入。釋放鎖的最簡單方式是執行 del 指令，僞代碼如下：
del（lock_sale_商品ID）
釋放鎖之後，其他線程就可以繼續執行 setnx 命令來獲得鎖。
鎖超時
鎖超時是什麼意思呢？如果一個得到鎖的線程在執行任務的過程中掛掉，來不及顯式地釋放鎖，這塊資源將會永遠被鎖住（死鎖），別的線程再也別想進來。所以，setnx 的 key 必須設置一個超時時間，以保證即使沒有被顯式釋放，這把鎖也要在一定時間後自動釋放。setnx 不支持超時參數，所以需要額外的指令，僞代碼如下：
expire（lock_sale_商品ID， 30）
綜合僞代碼如下：
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）
}
}
存在什麼問題
以上僞代碼中存在三個致命問題
setnx 和 expire 的非原子性
設想一個極端場景，當某線程執行 setnx，成功得到了鎖：
setnx 剛執行成功，還未來得及執行 expire 指令，節點 1 掛掉了。
這樣一來，這把鎖就沒有設置過期時間，變成死鎖，別的線程再也無法獲得鎖了。
怎麼解決呢？setnx 指令本身是不支持傳入超時時間的，set 指令增加了可選參數，僞代碼如下：
set（lock_sale_商品ID，1，30，NX）
這樣就可以取代 setnx 指令。
del 導致誤刪
又是一個極端場景，假如某線程成功得到了鎖，並且設置的超時時間是 30 秒。
如果某些原因導致線程 A 執行的很慢很慢，過了 30 秒都沒執行完，這時候鎖過期自動釋放，線程 B 得到了鎖。
隨後，線程 A 執行完了任務，線程 A 接着執行 del 指令來釋放鎖。但這時候線程 B 還沒執行完，線程A實際上 刪除的是線程 B 加的鎖。
怎麼避免這種情況呢？可以在 del 釋放鎖之前做一個判斷，驗證當前的鎖是不是自己加的鎖。至於具體的實現，可以在加鎖的時候把當前的線程 ID 當做 value，並在刪除之前驗證 key 對應的 value 是不是自己線程的 ID。
加鎖：
String threadId = Thread.currentThread().getId()
set（key，threadId ，30，NX）
解鎖：
if（threadId .equals(redisClient.get(key))）{
del(key)
}
但是，這樣做又隱含了一個新的問題，判斷和釋放鎖是兩個獨立操作，不是原子性。
出現併發的可能性
還是剛纔第二點所描述的場景，雖然我們避免了線程 A 誤刪掉 key 的情況，但是同一時間有 A，B 兩個線程在訪問代碼塊，仍然是不完美的。怎麼辦呢？我們可以讓獲得鎖的線程開啓一個守護線程，用來給快要過期的鎖“續航”。
當過去了 29 秒，線程 A 還沒執行完，這時候守護線程會執行 expire 指令，爲這把鎖“續命”20 秒。守護線程從第 29 秒開始執行，每 20 秒執行一次。
當線程 A 執行完任務，會顯式關掉守護線程。
另一種情況，如果節點 1 忽然斷電，由於線程 A 和守護線程在同一個進程，守護線程也會停下。這把鎖到了超時的時候，沒人給它續命，也就自動釋放了。
