超实用！一篇文章讲透分布式锁，建议收藏！

分布式锁是在分布式系统环境下，确保多个节点（可能位于不同机器或不同地理位置）对共享资源的互斥访问，从而避免数据不一致和竞争条件。

它是现代微服务应用（分布式应用）架构解决并发控制问题的关键技术，也是面试中的常客了，今天咱们来盘点一下分布式锁的 3 种常见实现方案。

1.基于 Redis 的分布式锁

这是分布式锁最常见的实现方案，因为 Redis 本身为分布式组件，所以 Redis 实现的锁就天然的分布式锁：

基于 Redis 的分布式的实现方案也有以下几种：

1. setnx（set if Not eXists）：尝试设置键 key 的值为 value，但如果 key 已经存在，则不会执行任何操作并返回 0，如果 key 不存在则加锁成功。

2. 缺陷：存在死锁问题、锁误删问题、不可重入问题、锁无法自动续期问题。

3. set nx ex/px：setnx 升级版本，Redis 2.6 版本后才能支持此语法。尝试加锁和设置锁超时时间，使用案例 set key value nx px 3000。

4. 缺陷：存在锁误删问题、不可重入问题、锁无法自动续期问题。

5. Lua 脚本：解决锁重入的问题

6. 缺陷：实现复杂、且存在锁无法自动续期问题。

7. Redisson 框架：基于 Redis 实现分布式锁的开源框架。其实现简单、不存在锁重入和锁续期等问题。

可用于生成环境的实现方式为 Redisson 框架实现的分布式锁，它底层是基于 Redis 主线程执行任务为单线程 + Set 命令的原子性来加锁的，核心命令：SET key value NX EX 命令：

• NX：仅当 KEY 不存在时设置，保证互斥；

• EX：设置过期时间，防止死锁；

• value：拥有者 ID，防止误删锁。

但它实现简单，不存在锁重入、锁误删、解决了锁续期的问题，所以常被用于生产环境。

2.基于 Zookeeper 的分布式锁

ZooKeeper 提供强一致性和顺序性，适合实现高可靠分布式锁。

它的实现原理：

1. 创建一个持久父节点，如 /locks；

2. 每个客户端尝试获取锁时，在该父节点下创建一个临时顺序节点，如 /locks/lock_000000001；

3. 客户端获取所有子节点并排序，检查自己创建的节点是否为最小节点；

4. 若是最小节点，则获得锁；否则监听前一个节点的删除事件；

5. 释放锁时删除自己的临时节点，ZooKeeper 自动通知下一个节点。

优点：

1. 临时节点在客户端断开连接后自动删除，避免死锁；

2. 顺序节点保证公平性；

3. Watch 机制实现高效通知。

缺点：

1. 依赖 ZooKeeper 集群，运维复杂；

2. 网络抖动可能导致临时节点被误删。

3.基于数据库的分布式锁

最简单的实现方式是创建一张锁表，包含资源名称（唯一索引）和持有者信息。加锁时插入记录，利用数据库的唯一约束保证互斥；释放锁时删除记录。

它的缺点是性能差、存在单点故障、无法自动释放（若客户端宕机）。改进方式包括引入过期时间字段，配合定时任务清理，但存在精度问题和性能问题。

小结

分布式锁的常见实现方案有：基于 Redis 的分布式锁实现、基于 Zookeeper 的分布式锁实现，以及基于数据库的分布式锁实现，但其中使用 Redisson 框架（基于 Redis 实现）实现分布式锁的方案使用的最多，因为它无需单独部署中间件服务，并且使用简单，不存在锁重入和解决了锁续期等问题。

本文已收录到我的面试小站 www.javacn.site，其中包含的内容有：场景题、SpringAI、SpringAIAlibaba、并发编程、MySQL、Redis、Spring、Spring MVC、Spring Boot、Spring Cloud、MyBatis、JVM、设计模式、消息队列、Dify、Coze、AI 常见面试题等。