分布式锁介绍和一些例子

背景

多进程和多线程中有时候需要加锁，分布式锁是不同主机的不同线程之间需要加锁，加锁的目的就是保证数据一致性，防止数据竞争，单机中有很多保证数据一致性的手段，比如互斥锁、信号量、条件变量等等，那么多主机多线程就需要分布式锁

分布式锁是个啥

分布式锁其实算一种资源，存储在网络主机上，根据不同的手段来实现互斥加锁、解锁。有几个基础的操作，加锁、解锁、网络的交互、而且要求加锁和解锁是一个对象

特点

特点主要有四个

1. 互斥性，因为要保证数据一致性，防止数据竞争，因此需要互斥性，仅有一个节点持锁
2. 锁超时，不能集群中一个节点加上锁后，就一直上锁，这样的话如果加锁节点崩溃了，那么这个锁就一直加锁了，其他节点就不能访问资源了，因此要给加锁设置一个时间，超过时间自动释放，如果还想继续用，自己续锁(添加加锁时间)
3. 可用性，可用性就是在合理的时间内得到正确的回复，如果不保证可用性，存储锁的节点如果崩溃了，那么锁就没有了，其他节点再加锁就会出现不对的情况，可用性根本法则就是 copy，也就是有多个备份点
4. 容错性，在可用性的基础上，存储锁节点崩溃后，保证锁是由正常行为的(加锁或解锁状态，谁给其加锁的等等)，也就是节点崩溃后替换上来的节点和不崩溃的状态要一模一样，主要是使用 raft 一致性算法（半数）,redis 的 redlock

类型

主要有两个类型

1. 可重入锁/非可重入锁，也就是是否是递归锁
2. 公平锁/非公平锁，也就是互斥锁和自旋锁的区别，公平体现在互斥锁加锁动作获取不到锁，就在阻塞队列排队了，而自旋锁一直在轮询尝试加锁

实现的重点

1. 锁本质是一个节点上的资源，需要一个节点存储；要保证可用性，避免锁失效
2. 加锁和解锁需要是同一个节点
3. 互斥语义
4. 加锁解锁行为是网络通信，需要锁超时
5. 获取已持有锁方法
   1. 主动轮询持锁 非公平锁
   2. 被动通知
      1. 广播 非公平锁（不是按照排队的顺序获得的）
      2. 排队单独通知 公平锁
6. 是否允许同一对象多次加锁
   1. 重入锁
   2. 非重入锁

分布式样例

mysql

mysql 实现分布式主要是利用数据库唯一键的约束来实现互斥性，构建一个表来实现分布式锁。这个表来存储所有的分布式锁。