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Java分布式鎖的概念與實(shí)現(xiàn)方式詳解

更新時(shí)間：2019年01月09日 14:10:49 作者：李燦輝

今天小編就為大家分享一篇關(guān)于Java分布式鎖的概念與實(shí)現(xiàn)方式詳解，小編覺得內(nèi)容挺不錯(cuò)的，現(xiàn)在分享給大家，具有很好的參考價(jià)值，需要的朋友一起跟隨小編來看看吧

什么是分布式鎖？在回答這個(gè)問題之前，我們先回答一下什么是鎖。

普通的鎖，即在單機(jī)多線程環(huán)境下，當(dāng)多個(gè)線程需要訪問同一個(gè)變量或代碼片段時(shí)，被訪問的變量或代碼片段叫做臨界區(qū)域，我們需要控制線程一個(gè)一個(gè)的順序執(zhí)行，否則會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問題。

如何控制呢？就是設(shè)置一個(gè)各個(gè)線程都能看的見的標(biāo)志。然后，每個(gè)線程想訪問臨界區(qū)域時(shí)，都要先查看標(biāo)志，如果標(biāo)志沒有被占用，則說明目前沒有線程在訪問臨界區(qū)域。如果標(biāo)志被占用了，則說明目前有線程正在訪問臨界區(qū)域，則當(dāng)前線程需要等待。

這個(gè)標(biāo)志，就是鎖。

在單機(jī)多線程的java程序中，我們可以使用堆內(nèi)存中的變量作為標(biāo)志，因?yàn)槎嗑€程是共享堆內(nèi)存的，堆內(nèi)存中的變量對(duì)于各個(gè)線程都是可見的。

講明白了普通的鎖，接下來，我們?cè)倏纯捶植际芥i。

在分布式環(huán)境下，即多臺(tái)計(jì)算機(jī)，每個(gè)計(jì)算機(jī)上會(huì)啟動(dòng)jvm執(zhí)行程序的運(yùn)行環(huán)境下，如果不同計(jì)算機(jī)上的線程想訪問臨界區(qū)域時(shí)，該怎么辦呢？

前面普通鎖的使用堆內(nèi)存中的變量的方式肯定不適用了。因?yàn)樵诙鄼C(jī)環(huán)境下，某臺(tái)計(jì)算機(jī)上的堆內(nèi)存中的變量對(duì)于其他計(jì)算機(jī)上的線程肯定是不可見的。那么，根據(jù)鎖的本質(zhì)和原理，我們就要找到另外的對(duì)于多機(jī)上的線程都可見的標(biāo)志，以它來作為鎖，就可以了。這樣的鎖，就是分布式鎖。

當(dāng)然，這里只是解釋了什么是分布式鎖，至于分布式鎖該如何實(shí)現(xiàn)，其實(shí)有多重方式，關(guān)鍵在于要保證鎖對(duì)多機(jī)上的程序是可見的即可。一些常用的實(shí)現(xiàn)方式是，使用redis，使用數(shù)據(jù)庫等等。

為什么要使用分布式鎖

我們?cè)陂_發(fā)應(yīng)用的時(shí)候，如果需要對(duì)某一個(gè)共享變量進(jìn)行多線程同步訪問的時(shí)候，可以使用我們學(xué)到的Java多線程的18般武藝進(jìn)行處理，并且可以完美的運(yùn)行，毫無Bug！

注意這是單機(jī)應(yīng)用，也就是所有的請(qǐng)求都會(huì)分配到當(dāng)前服務(wù)器的JVM內(nèi)部，然后映射為操作系統(tǒng)的線程進(jìn)行處理！而這個(gè)共享變量只是在這個(gè)JVM內(nèi)部的一塊內(nèi)存空間！

分布式鎖應(yīng)該具備哪些條件

在分析分布式鎖的三種實(shí)現(xiàn)方式之前，先了解一下分布式鎖應(yīng)該具備哪些條件：

1、在分布式系統(tǒng)環(huán)境下，一個(gè)方法在同一時(shí)間只能被一個(gè)機(jī)器的一個(gè)線程執(zhí)行；
2、高可用的獲取鎖與釋放鎖；
3、高性能的獲取鎖與釋放鎖；
4、具備可重入特性；
5、具備鎖失效機(jī)制，防止死鎖；
6、具備非阻塞鎖特性，即沒有獲取到鎖將直接返回獲取鎖失敗。

分布式鎖的三種實(shí)現(xiàn)方式

目前幾乎很多大型網(wǎng)站及應(yīng)用都是分布式部署的，分布式場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)一致性問題一直是一個(gè)比較重要的話題。分布式的CAP理論告訴我們“任何一個(gè)分布式系統(tǒng)都無法同時(shí)滿足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分區(qū)容錯(cuò)性（Partition tolerance），最多只能同時(shí)滿足兩項(xiàng)?！彼?，很多系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就要對(duì)這三者做出取舍。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的絕大多數(shù)的場(chǎng)景中，都需要犧牲強(qiáng)一致性來換取系統(tǒng)的高可用性，系統(tǒng)往往只需要保證“最終一致性”，只要這個(gè)最終時(shí)間是在用戶可以接受的范圍內(nèi)即可。

在很多場(chǎng)景中，我們?yōu)榱吮ＷC數(shù)據(jù)的最終一致性，需要很多的技術(shù)方案來支持，比如分布式事務(wù)、分布式鎖等。有的時(shí)候，我們需要保證一個(gè)方法在同一時(shí)間內(nèi)只能被同一個(gè)線程執(zhí)行。