面试必备：分布式锁的实现方式（Redis vs. Zookeeper）

面试必备：分布式锁的实现方式（Redis vs. Zookeeper）

在分布式系统中，多个进程可能需要同时访问某个共享资源，比如多个用户同时下单扣减库存、多个任务调度系统争抢任务。这时候，我们需要一个 分布式锁 来保证同一时刻只有一个进程可以执行关键操作，防止数据不一致的问题。

这篇文章将带你了解：

1. 如何用 Redis 实现分布式锁？
2. 如何用 Zookeeper 实现分布式锁？
3. Redis vs. Zookeeper，哪种方案更高效、更安全？

不管你是刚入门分布式系统，还是在准备技术面试，都能从这篇文章中快速掌握分布式锁的核心概念！

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一、Redis 分布式锁

Redis 是单线程的，天然具备原子性，可以作为分布式锁的实现工具。最常见的方法是使用 SETNX（set if not exists）命令。

1. 最简单的 Redis 分布式锁

SET resource_name my_random_value NX PX 30000

• NX：仅在 key 不存在时才创建（保证互斥性）
• PX 30000：锁的超时时间，30 秒后自动释放，防止死锁

2. 释放锁的正确方式

当一个进程完成任务后，需要释放锁。如果简单地 DEL key，可能会误删别人的锁。正确做法是：

1. 进程获取锁时，写入一个唯一的随机值（my_random_value）
2. 释放锁前，先检查 key 的值是否是自己的随机值
3. 只有匹配时才删除 key，防止误删他人的锁

if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del", KEYS[1])
else
    return 0
end

为什么要加随机值？

• 进程 A 加锁成功，执行任务超时 30 秒，锁自动释放
• 进程 B 重新获取锁
• 进程 A 执行完任务后，如果直接 DEL key，会误删进程 B 的锁！
• 用随机值判断，可以避免误删

3. Redis RedLock（官方推荐）

Redis 可能会因为主从复制延迟、节点故障导致锁的不安全性。RedLock 是 Redis 官方推荐的改进方案：

1. 使用 5 个 Redis 实例
2. 必须至少 3 个实例成功加锁，才算加锁成功
3. 如果获取锁的时间过长，放弃加锁
4. 加锁失败，删除所有已创建的锁

优点：提升容错能力
缺点：实现较复杂，需要多个 Redis 实例

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二、Zookeeper 分布式锁

Zookeeper 的分布式锁利用了 临时节点（Ephemeral ZNode） 的特性。只要持有锁的进程崩溃，锁就自动释放，不会发生 Redis 那种锁丢失的问题。

1. 基本实现

• 进程尝试创建一个临时 ZNode
• 创建成功 → 说明获取到了锁
• 创建失败 → 说明锁被别人占用
• 进程可以监听 ZNode，等锁释放后再尝试获取

2. 进阶版：顺序临时节点

• 进程创建临时 + 顺序 ZNode（如 /lock/lock-0001）
• 多个进程排队，编号最小的进程获得锁
• 其他进程监听前一个节点，等待锁释放
• 一旦前一个节点删除，下一个进程自动获得锁

/lock/lock-0001  (获取到锁)
/lock/lock-0002  (监听 lock-0001)
/lock/lock-0003  (监听 lock-0002)

这样可以避免 “所有进程同时监听同一个锁” 造成的 惊群效应（Thundering Herd）。

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三、Redis vs. Zookeeper：哪种分布式锁更好？

比较维度	Redis 分布式锁	Zookeeper 分布式锁
锁的获取	需要不断轮询（消耗 CPU）	失败后可监听，不占用资源
锁的释放	需要超时 + 额外逻辑防止误删	进程崩溃自动释放
一致性	可能因主从复制问题丢锁	强一致性，不会丢锁
实现难度	代码简单，但可能有死锁、误删	代码稍复杂，但模型清晰
性能	高性能（适用于高并发）	性能较低（适用于高可靠性场景）

总结：

• 高性能场景（如高并发秒杀）：选择 Redis
• 高可靠性场景（如任务调度、数据库分布式事务）：选择 Zookeeper
• 如果团队不熟悉 Zookeeper，优先用 Redis + RedLock

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四、面试技巧

在面试中，如果被问到 “分布式锁的实现方式？”，你可以这样回答：

1. 最常见的方法是 Redis 和 Zookeeper
2. Redis 分布式锁：用 SETNX，加 PX 过期时间，防止死锁
3. Redis RedLock：使用 5 个 Redis 实例，提升容错性
4. Zookeeper 分布式锁：基于临时 ZNode，进程崩溃锁自动释放
5. 两者对比：Redis 高性能但可能丢锁，Zookeeper 可靠但性能较低
6. 具体使用 Redis 还是 Zookeeper，要看业务场景！

这样不仅展现了你的技术深度，还能显示你的思考能力，提高面试通过率！🎯

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五、总结

• 分布式锁 解决多个进程访问共享资源的问题
• Redis 实现分布式锁：
  • SETNX + PX 过期时间
  • 用 随机值 + Lua 脚本 防止误删锁
  • RedLock 适用于高容错场景
• Zookeeper 实现分布式锁：
  • 基于临时 ZNode
  • 进程崩溃自动释放锁
  • 基于顺序节点排队，防止惊群效应
• 选择 Redis 还是 Zookeeper？
  • 高性能场景（如秒杀系统）→ Redis
  • 高可靠性场景（如任务调度）→ Zookeeper

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希望这篇文章能帮你在面试中自信回答分布式锁的问题！如果觉得有帮助，别忘了点赞 + 收藏！🔥 🚀