浅谈分布式锁

简单例子代码：纠结哥/java-learn - Gitee.com

分布式锁（Distributed Lock）是一种用于分布式系统中的同步机制，确保多个进程或线程在不同的节点上对共享资源的访问是互斥的。常见的分布式锁实现方式包括基于数据库、Redis、Zookeeper等

实现方式	性能	可靠性	适用场景	优缺点
数据库	低	一般	低并发，适合小型系统	容易实现，但性能差
Redis	高	一般	高频率并发，适合 Web 服务	需处理误删锁问题
Zookeeper	低	高	任务调度，高可靠性要求的分布式环境	适用于分布式协调

在分布式环境下，多个实例可能同时操作同一资源，导致数据不一致。例如：

• 秒杀系统：多个用户同时下单，超卖问题
• 定时任务调度：多个实例同时执行同一任务，导致重复执行
• 库存扣减：多个实例并发操作库存，导致超卖

分布式锁可以解决这些问题，确保同一时刻只有一个实例能操作资源。

1.基于数据库

思路：

• 通过数据库的**唯一索引（PRIMARY KEY 或 UNIQUE）**来确保锁的唯一性
• 通过 INSERT 或 SELECT ... FOR UPDATE 实现加锁

-- 创建锁表
CREATE TABLE distributed_lock (
    lock_name VARCHAR(64) PRIMARY KEY, 
    locked_at TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
);

-- 获取锁（加锁）
INSERT INTO distributed_lock (lock_name) VALUES ('order_lock');

-- 释放锁（解锁）
DELETE FROM distributed_lock WHERE lock_name = 'order_lock';

优点

• 易于实现，不需要额外的组件
• 适用于小规模分布式系统

 缺点

• 性能较低：数据库的 I/O 远高于内存
• 死锁风险：如果程序崩溃，锁可能无法释放
• 数据库压力大：高并发下数据库可能成为瓶颈

2.基于 Redis

思路：

• 利用 SET NX（仅当键不存在时才设置）+ 过期时间，确保互斥性
• 通过 DEL 删除锁，实现解锁
• 可结合 Redisson 等库进行更高级的锁管理

import redis
import time

redis_client = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, decode_responses=True)

lock_key = "my_lock"
lock_value = "unique_identifier"  # 可使用 UUID，确保唯一性
expire_time = 10  # 10秒自动释放

# 获取锁
if redis_client.set(lock_key, lock_value, nx=True, ex=expire_time):
    print("获取锁成功！")
    try:
        # 业务逻辑
        time.sleep(5)
    finally:
        # 释放锁
        if redis_client.get(lock_key) == lock_value:
            redis_client.delete(lock_key)
            print("释放锁成功！")
else:
    print("获取锁失败！")

优点

• 性能高：Redis 运行在内存中，速度快
• 可设置超时时间，防止死锁
• 支持高并发

缺点

• 可能出现误删锁（如果锁被其他进程误覆盖）
• 需要 Redis 作为额外组件

优化方案：

• 使用 Redisson（支持可重入锁、公平锁等）
• 使用 Lua 脚本确保删除锁的原子性
• Redis Cluster 保证高可用性

3.基于 Zookeeper

思路：

• Zookeeper 通过**临时有序节点（Ephemeral + Sequential）**来实现分布式锁
• 进程创建一个临时顺序节点，最小的节点获得锁
• 进程执行完任务后删除节点，释放锁

InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(client, "/lock_path");
try {
    if (lock.acquire(5, TimeUnit.SECONDS)) {
        try {
            // 业务逻辑
        } finally {
            lock.release();
        }
    }
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

优点

• 可靠性高：Zookeeper 通过 Watch 机制监控锁状态
• 避免死锁：进程崩溃时，Zookeeper 自动释放锁
• 支持公平锁

缺点

• 性能较低：Zookeeper 适用于低并发场景
• 运维成本高：需要维护 Zookeeper 集群