分布式锁的实现方式有哪些？

分布式是在大型的系统中经常使用的技术，在使用的过程中为了使得进程之间不会相互干扰就需要使用分布式锁

为什么要使用分布式锁

为了保证一个方法或属性在高并发的情况下同一时间只能被同一个线程执行，在传统单机部署的情况下，可以使用Java并发处理相关的API（如ReentrantLock或Synchronized）进行互斥控制。但是，随之业务发展的需要，原单机部署的系统演化成分布式集群系统后，由于分布式系统多线程、多进程并且分布在不同的机器上，这将原来的单机部署情况下的并发控制锁策略失效，单纯的Java API并不能提供分布式锁的能力。
为了解决这个问题，就需要一种跨JVM的互斥机制来控制共享资源的访问，这就是分布式锁要解决的问题！

看看下图，我们知道随着业务发展、微服务化，一个应用需要部署到多台服务器上然后做负载均衡，大概的架构图如下：

分布式锁的三种实现方式

1. 基于数据库实现分布式锁
2. 基于缓存(例如Redis)实现分布式锁
3. 基于Zookeeper实现分布式锁

1.基于数据库实现分布式锁

1. **悲观锁：**利用select … where … for update 排他锁

注意: 其他附加功能与实现一基本一致，这里需要注意的是“where name=lock ”，name字段必须要走索引，否则会锁表。有些情况下，比如表不大，mysql优化器会不走这个索引，导致锁表问题。

2. 乐观锁：

所谓乐观锁与前边最大区别在于基于CAS思想，是不具有互斥性，不会产生锁等待而消耗资源，操作过程中认为不存在并发冲突，只有update version失败后才能觉察到。我们的抢购、秒杀就是用了这种实现以防止超卖。通过增加递增的版本号字段实现乐观锁

2.基于缓存(例如Redis)实现分布式锁

1. 使用命令介绍：
   （1）SETNX
   SETNX key val：当且仅当key不存在时，set一个key为val的字符串，返回1；若key存在，则什么都不做，返回0。
   （2）expire
   expire key timeout：为key设置一个超时时间，单位为second，超过这个时间锁会自动释放，避免死锁。
   （3）delete
   delete key：删除key

在使用Redis实现分布式锁的时候，主要就会使用到这三个命令。

2. 实现思想：
   （1）获取锁的时候，使用setnx加锁，并使用expire命令为锁添加一个超时时间，超过该时间则自动释放锁，锁的value值为一个随机生成的UUID，通过此在释放锁的时候进行判断。
   （2）获取锁的时候还设置一个获取的超时时间，若超过这个时间则放弃获取锁。
   （3）释放锁的时候，通过UUID判断是不是该锁，若是该锁，则执行delete进行锁释放。

3，基于Zookeeper实现分布式锁

ZooKeeper是一个为分布式应用提供一致性服务的开源组件，它内部是一个分层的文件系统目录树结构，规定同一个目录下只能有一个唯一文件名。基于ZooKeeper实现分布式锁的步骤如下：

（1）创建一个目录mylock；
（2）线程A想获取锁就在mylock目录下创建临时顺序节点；
（3）获取mylock目录下所有的子节点，然后获取比自己小的兄弟节点，如果不存在，则说明当前线程顺序号最小，获得锁；
（4）线程B获取所有节点，判断自己不是最小节点，设置监听比自己次小的节点；
（5）线程A处理完，删除自己的节点，线程B监听到变更事件，判断自己是不是最小的节点，如果是则获得锁。

这里推荐一个Apache的开源库Curator，它是一个ZooKeeper客户端，Curator提供的InterProcessMutex是分布式锁的实现，acquire方法用于获取锁，release方法用于释放锁。

优点：具备高可用、可重入、阻塞锁特性，可解决失效死锁问题。

缺点：因为需要频繁的创建和删除节点，性能上不如Redis方式。