分布式锁

之前在涉及到多线程下的共享资源不安全的问题，我们一般都是采用锁来进行解决的，可见——并发编程 ，但是一旦我们的系统设计到分布式架构，在分布式环境下，锁是脱离JVM控制的，在介绍分布式锁之前，我们先来看一看电商中常见的业务场景，如下：

系统A是一个电商系统，目前是一台机器部署，系统中有一个用户下订单的接口，但是用户下订单之前一定要去检查一下库存，确保库存足够了才会给用户下单。由于系统有一定的并发，所以会预先将商品的库存保存在Redis中，用户下单的时候会更新redis的库存。此时系统架构如下：

但是这样一来会产生一个问题：假如某个时刻，Redis里面的某个商品库存为1，此时两个请求同时到来，其中一个请求执行到上图的第3步，更新数据库的库存为0，但是第4步还没有执行。

而另外一个请求执行到了第2步，发现库存还是1，就继续执行第3步。这样的结果，是导致卖出了2个商品，然而其实库存只有1个。很明显不对啊！这就是典型的库存超卖问题。

此时，我们很容易想到解决方案：用锁把2、3、4步锁住，让他们执行完之后，另一个线程才能进来执行第2步。

按照上面的图，在执行第2步时，使用Java提供的 synchronized 或者 ReentrantLock 来锁住，然后在第4步执行完之后才释放锁。这样一来，2、3、4 这3个步骤就被“锁”住了，多个线程之间只能串行化执行。

但是好景不长，整个系统的并发飙升，一台机器扛不住了。现在要增加一台机器，如下图：

增加机器之后，系统变成上图所示，假设此时两个用户的请求同时到来，但是落在了不同的机器上，那么这两个请求是可以同时执行了，还是会出现库存超卖的问题。

因为上图中的两个A系统，运行在两个不同的JVM里面，他们加的锁只对属于自己JVM里面的线程有效，对于其他JVM的线程是无效的。因为Java提供的原生锁机制在多机部署场景下失效了，这是因为两台机器加的锁不是同一个锁(两个锁在不同的JVM里面)。

那么这里我们就保证两台机器加的锁是同一个锁，在整个系统提供一个全局、唯一的获取锁的“资源”，然后每个系统在需要加锁时，都去问该“资源”拿到一把锁，这样不同的系统拿到的就可以认为是同一把锁。至于该“资源”，可以是数据库，也可以 Zookeeper 或 Redis 。

那么我们就来看看如何实现分布式锁，这列我们就来看看最为简单的一种，我们以MySQL数据库来作为分布式环境下的见证人，用以协调资源。

首先我们在数据库中，新建了一个张表 db_lock，其中只有一个字段 id，并且我们将其设置为主键，如下：

public interface Lock {

    boolean tryLock();

    void lock();

    void unlock();
}

public abstract class AbstractLock implements Lock{

    @Override
    public void lock() {
        if (tryLock()) {
            System.out.println("获取Lock锁的资源成功");
        } else {
            //等待Lock的释放
            waitLock();
            //重新尝试获取锁资源
            lock();
        }
    }

    protected abstract void waitLock();
}

@Component
public class MysqlLock extends AbstractLock {

    private static final int ID_NUM = 1;

    @Resource
    private JdbcTemplate jdbcTemplate;

    @Override
    protected void waitLock() {
        try {
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(20);
        } catch (InterruptedException e) {
            //do nothing
        }
    }

    @Override
    public boolean tryLock() {
        try {
            String sql = "insert into db_lock (id) values (?)";
            jdbcTemplate.update(sql,ID_NUM); //一条sql语句，是个原子性操作
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
        return true;
    }

    @Override
    public void unlock() {
        String sql = "delete from db_lock where id = ?";
        jdbcTemplate.update(sql,ID_NUM);
    }
}

上述就简单的使用了一个基于MySQL的分布式锁了，其实现方式非常简单，但是我们一般我们肯定不会以MySQL来作为分布式锁的，因为其性能较差，无法适应高并发场景；容易出现死锁的情况。

所以我们一般来说会使用Zookeeper和Redis来实现分布式锁，有关Zookeeper和Redis实现分布式锁，我们之前也详细介绍过了，这里有兴趣的话，可以查看Zookeeper、Redis