分布式锁阿

1.什么是分布式锁？

①分布式锁是在分布式场景中使用的锁,用于保证数据的一致性

②分布式系统由多个节点组成,节点可能分布在不同机器和网环境当中

③分布式锁的概念和互斥锁几乎一样，使用的环境是在分布式场景之中

④分布式的应用通常在raft算法和rpc框架中经常出现

2.分布式锁的实现

①.分布式锁由资源和行为两部分构成：资源是存储锁的位置，行为是加锁和解锁。

②.资源通常存储在数据库或分布式配置中心（如Zookeeper或ETCD）。

③.行为通过网络通信实现，包括发送数据包和接收响应。

④.加锁成功时，资源位置打上当前进程的唯一标识。

⑤.解锁时，只有持有锁的进程才能解锁。

3.分布式锁的特性

①.互斥性：同一时刻只允许一个执行体进入临界资源。

锁打上标记：加锁

锁取消标记：解锁

标记：执行体的唯一标识

②锁超时:  上锁的时候会给共享区域打上标记 如长时间没解锁会触发锁超时 自动解锁

③.可用性：确保资源在合理时间内得到合理回复。

实现方式：备份，主从切换

④.容错性：允许节点异常和网络异常，确保服务可用。

通过一致性算法来保证容错性

4.分布式锁的类型

①.重入锁：允许同一个线程多次获取锁。

②.非重入锁：不允许同一个线程多次获取锁。

③.公平锁：按照线程到达顺序分配锁，确保公平性（排队1）。

④.非公平锁：不保证线程按照到达顺序获取锁，可能出现饥饿现象（轮询）。

5.锁超时的处理

①.锁超时问题：由于网络或进程异常，导致锁无法及时释放。

②.解决方案：通过超进程定时检查锁是否超时，并自动解锁。

③.超进程：定时检查数据库中的锁标记，超时后自动删除。

6.基于MySQL实现分布式锁

①.存储：将锁信息存储在MySQL表中，通过唯一约束实现互斥语义。

②.加锁：通过插入语句打上锁标记，返回影响行数判断加锁是否成功。

③.解锁：通过删除语句释放锁，返回影响行数判断解锁是否成功。

④.非公平锁：由于MySQL无法实现排队和通知，只能通过轮询实现非公平锁。

优点：安全性高

缺点：效率低

注：mysql是计算和存储是一体化的

7.基于Redis实现分布式锁

①.存储：将锁信息存储在Redis中，利用Redis的原子操作实现互斥语义。

②.加锁：通过SETNX或RedLock算法实现加锁，返回结果判断加锁是否成功。

③.解锁：通过DEL语句释放锁，返回结果判断解锁是否成功。

④.公平锁：通过队列（排队）和通知机制实现公平锁，需要额外的数据结构和逻辑支持。

8.readlock

这是 Redlock 算法相关的加锁和解锁逻辑 ：

加锁：基于分布式系统中多数派原则（quorum 机制 ），向 5 个 Redis 节点尝试加锁，只要有 3 个（超过半数，即多数派 ）节点加锁成功，就认为加锁成功。这样做是为了在部分节点故障等情况下，仍能保证同一时刻只有一个客户端能获取到锁，防止分布式环境下的锁冲突 。

解锁：同样向 5 个节点发起解锁操作，当 3 个节点解锁成功，就认定解锁成功。这是为了确保在分布式场景中，即使部分节点网络延迟、故障等，也能最大程度保证锁被正确释放，避免死锁 。 实际应用中，还需考虑锁的有效期、时钟漂移等问题对该机制的影响。