首先分布式鎖和我們平常講到的鎖原理基本一樣缅茉，目的就是確保，在多個線程并發(fā)時男摧，只有一個線程在同一刻操作這個業(yè)務或者說方法蔬墩、變量。
在一個進程中耗拓，也就是一個jvm 或者說應用中拇颅，我們很容易去處理控制，在jdk java.util 并發(fā)包中已經(jīng)為我們提供了這些方法去加鎖乔询， 比如synchronized 關鍵字 或者Lock 鎖樟插，都可以處理。
但是我們現(xiàn)在的應用程序如果只部署一臺服務器竿刁，那并發(fā)量是很差的黄锤，如果同時有上萬的請求那么很有可能造成服務器壓力過大，而癱瘓食拜。
想想雙十一 和 三十晚上十點分支付寶紅包等業(yè)務場景鸵熟，自然需要用到多臺服務器去同時處理這些業(yè)務，那么這些服務可能會有上百臺同時處理负甸，
但是請我們大家想一想流强，如果有100臺服務器 要處理分紅包的業(yè)務，現(xiàn)在假設有1億的紅包惑惶，1千萬個人分煮盼，金額隨機，那么這個業(yè)務場景下是不是必須確保這1千萬個人最后分的紅包金額總和等于1億带污。
如果處理不好~~每人分到100萬，那馬云爸爸估計大年初一香到，就得宣布破產(chǎn)了
1鱼冀，常規(guī)鎖會造成什么情況报破？
首先說一下我們?yōu)槭裁匆慵海唵卫斫饩褪乔鳎枨罅浚ㄕ埱蟛l(fā)量）變大了充易，一個工人處理能力有限，那就多招一些工人來一起處理荸型。
假設1千萬個請求平均分配到100臺服務器上盹靴，每個服務器 接收10w的請求（這10w個請求并不是在同一秒中來的，可能是在1,2個小時內(nèi)瑞妇，可以聯(lián)想下我們?nèi)砩祥_紅包稿静，等到10.20開始，有的人立馬開了辕狰，有的人是不是等到12點了才想起來~）
那這樣的話改备，平均到每一秒上的請求也就不到1千個，這種壓力一般的服務器還是可以承受的蔓倍。
第一個請求到來后悬钳，是不是需要在1億里面給他分一部分錢，金額隨機偶翅，假設第一個人分到了100默勾，那是不是要在這1億中減去100塊，剩下99999900 塊~
第二個用戶再來分聚谁，金額隨機母剥，這次分200塊，那是不是就需要在剩下的99999900塊中再減去200塊垦巴，剩下99999700 塊媳搪。
等到第10w個用戶來，一看還有1000w骤宣，那這1000w全成他的了秦爆。
等于是在每個服務器中去分1億，也就是10w個用戶分了一個億憔披，最后總計有100個服務器等限，要分100億。
如果真這樣了芬膝，雖說馬云爸爸不會破產(chǎn)（據(jù)最新統(tǒng)計馬云有2300億人民幣）望门，那分紅包的開發(fā)項目組，以及產(chǎn)品經(jīng)理锰霜，可以GG了~
簡化結構圖如下：
2筹误，分布式鎖怎么去處理？
那么為了解決這個問題癣缅，讓1000萬用戶只分1億厨剪，而不是100億哄酝，這個時候分布式鎖就派上用處了。
分布式鎖可以把整個集群就當作是一個應用一樣去處理祷膳，那么也就需要這個鎖陶衅，要獨立于每一個服務之外，而不是在服務里面直晨。
假設第一個服務器接收到用戶1的請求后搀军，那么這個時候，他就不能只在自己的應用中去判斷還有多少錢可以分了勇皇，而需要去外部請求專門負責管理這1億紅包的人（服務）罩句，問他：哎，我這里要分100塊儒士，給我100的止。
管理紅包的妹子（服務）一看，還有1個億着撩，那好诅福，給你100塊，然后剩下99999900塊拖叙。
第二個請求到來后氓润，被服務器2獲取，繼續(xù)去詢問薯鳍，管理紅包的妹子咖气，我這邊要分10塊，管理紅包的妹子先查了下還有99999900挖滤，那就說：好崩溪，給你10塊。那就剩下99999890塊
等到第1000w個請求到來后斩松，服務器100拿到請求伶唯，繼續(xù)去詢問，管理紅包的妹子惧盹，你要100乳幸，妹子翻了翻白眼，對你說钧椰，就剩1塊了粹断，愛要不要，那這個時候就只能給你1塊了（1塊也是錢啊嫡霞，買根辣條還是可以的）瓶埋。
這些請求編號1,2不代表執(zhí)行的先后順序，正式的場景下，應該是 100臺服務器每個服務器持有一個請求去訪問負責管理紅包的妹子（服務）悬赏，那在管紅包的妹子那里同時會接收到100個請求狡汉，這個時候就需要在負責紅包的妹子那里加個鎖就可以了（拋繡球）娄徊，你們100個服務器誰拿到鎖（搶到繡球）闽颇，誰就進來和我談，我給你分寄锐，其他人就等著去吧
經(jīng)過上面的分布式鎖的處理后兵多，馬云爸爸終于放心了，決定給紅包團隊每人加一個雞腿橄仆。
簡化的結構圖如下：
3剩膘，分布式鎖的實現(xiàn)有哪些？
說到分布式鎖的實現(xiàn)盆顾，還是有很多的怠褐，有數(shù)據(jù)庫方式的，有redis分布式鎖您宪，有zookeeper分布式鎖等等
我們?nèi)绻捎胷edis作為分布式鎖奈懒，那么上圖中負“責紅包的妹子（服務）”，就可以替換成redis宪巨，請自行腦補磷杏。
3.1，為什么redis可以實現(xiàn)分布式鎖捏卓？
首先redis是單線程的极祸，這里的單線程指的是網(wǎng)絡請求模塊使用了一個線程（所以不需考慮并發(fā)安全性），即一個線程處理所有網(wǎng)絡請求怠晴，其他模塊仍用了多個線程遥金。
在實際的操作中過程大致是這樣子的：
服務器1要去訪問發(fā)紅包的妹子，也就是redis蒜田，那么他會在redis中通過"setnx key value" 操作設置一個key 進去稿械，value是啥不重要，重要的是要有一個key物邑，也就是一個標記溜哮，而且這個key你愛叫啥叫啥，只要所有的服務器設置的key相同就可以色解。
假設我們設置一個茂嗓，如下圖
那么我們可以看到會返回一個1，那就代表了成功科阎。
如果再來一個請求去設置同樣的key述吸，如下圖：
這個時候會返回0，那就代表失敗了。
那么我們就可以通過這個操作去判斷是不是當前可以拿到鎖蝌矛，或者說可以去訪問“負責發(fā)紅包的妹子”道批，如果返回1，那我就開始去執(zhí)行后面的邏輯入撒，如果返回0隆豹，那就說明已經(jīng)被人占用了，我就要繼續(xù)等待茅逮。
當服務器1拿到鎖之后璃赡，進行了業(yè)務處理，完成后献雅，還需要釋放鎖碉考，如下圖所示：
刪除成功返回1，那么其他的服務器就可以繼續(xù)重復上面的步驟去設置這個key挺身，以達到獲取鎖的目的侯谁。
當然以上的操作是在redis客戶端直接進行的，通過程序調(diào)用的話章钾，肯定就不能這么寫墙贱，比如java 就需要通過jedis 去調(diào)用，但是整個處理邏輯基本都是一樣的
通過上面的方式伍玖，我們好像是解決了分布式鎖的問題嫩痰，但是想想還有沒有什么問題呢？窍箍？
對串纺，問題還是有的，可能會有死鎖的問題發(fā)生椰棘，比如服務器1設置完之后纺棺，獲取了鎖之后，忽然發(fā)生了宕機邪狞。
那后續(xù)的刪除key操作就沒法執(zhí)行祷蝌，這個key會一直在redis中存在，其他服務器每次去檢查帆卓，都會返回0巨朦，他們都會認為有人在使用鎖，我需要等剑令。
為了解決這個死鎖的問題糊啡，我們就就需要給key 設置有效期了。
設置的方式有2種
1吁津，第一種就是在set完key之后棚蓄，直接設置key的有效期 "expire key timeout" ，為key設置一個超時時間，單位為second梭依，超過這個時間鎖會自動釋放稍算，避免死鎖。
這種方式相當于役拴，把鎖持有的有效期糊探，交給了redis去控制。如果時間到了扎狱，你還沒有給我刪除key侧到，那redis就直接給你刪了，其他服務器就可以繼續(xù)去setnx獲取鎖淤击。
2，第二種方式故源，就是把刪除key權利交給其他的服務器污抬，那這個時候就需要用到value值了，
比如服務器1绳军，設置了value 也就是 timeout 為 當前時間+1 秒 印机，這個時候服務器2 通過get 發(fā)現(xiàn)時間已經(jīng)超過系統(tǒng)當前時間了，那就說明服務器1沒有釋放鎖门驾，服務器1可能出問題了射赛，
服務器2就開始執(zhí)行刪除key操作，并且繼續(xù)執(zhí)行setnx 操作奶是。
但是這塊有一個問題楣责，也就是，不光你服務器2可能會發(fā)現(xiàn)服務器1超時了聂沙，服務器3也可能會發(fā)現(xiàn)秆麸，如果剛好，服務器2及汉，setnx操作完成沮趣，服務器3就接著刪除，是不是服務器3也可以setnx成功了坷随？
那就等于是服務器2和服務器3都拿到鎖了房铭，那就問題大了。這個時候怎么辦呢温眉？
這個時候需要用到 “GETSET key value” 命令了缸匪。這個命令的意思就是獲取當前key的值，并且設置新的值芍殖。
假設服務器2發(fā)現(xiàn)key過期了豪嗽，開始調(diào)用 getset 命令，然后用獲取的時間判斷是否過期，如果獲取的時間仍然是過期的龟梦，那就說明拿到鎖了隐锭。
如果沒有，則說明在服務2執(zhí)行getset之前计贰，服務器3可能也發(fā)現(xiàn)鎖過期了钦睡，并且在服務器2之前執(zhí)行了getset操作，重新設置了過期時間躁倒。
那么服務器2就需要放棄后續(xù)的操作荞怒，繼續(xù)等待服務器3釋放鎖或者去監(jiān)測key的有效期是否過期。
這塊其實有一個小問題是秧秉，服務器3已經(jīng)修改了有效期褐桌，拿到鎖之后，服務器2象迎，也修改了有效期荧嵌，但是沒能拿到鎖，但是這個有效期的時間已經(jīng)被在服務器3的基礎上有增加一些砾淌，但是這種影響其實還是很小的啦撮，幾乎可以忽略不計。
3.2汪厨，為什么zookeeper可以實現(xiàn)分布式鎖赃春？
百度百科是這么介紹的：ZooKeeper是一個分布式的，開放源碼的分布式應用程序協(xié)調(diào)服務劫乱，是Google的Chubby一個開源的實現(xiàn)织中，是Hadoop和Hbase的重要組件糯耍。
那對于我們初次認識的人析显，可以理解成ZooKeeper就像是我們的電腦文件系統(tǒng)钳枕，我們可以在d盤中創(chuàng)建文件夾a脱盲，并且可以繼續(xù)在文件夾a中創(chuàng)建 文件夾a1适肠，a2双絮。
那我們的文件系統(tǒng)有什么特點蛀柴？佣耐？那就是同一個目錄下文件名稱不能重復拉一，同樣ZooKeeper也是這樣的采盒。
在ZooKeeper所有的節(jié)點，也就是文件夾稱作 Znode蔚润，而且這個Znode節(jié)點是可以存儲數(shù)據(jù)的磅氨。
我們可以通過“ create /zkjjj nice” 來創(chuàng)建一個節(jié)點，這個命令就表示嫡纠，在跟目錄下創(chuàng)建一個zkjjj的節(jié)點烦租，值是nice延赌。同樣這里的值，和我在前面說的redis中的一樣叉橱，沒什么意義挫以，你隨便給。
另外ZooKeeper可以創(chuàng)建4種類型的節(jié)點窃祝，分別是：
1掐松，持久性節(jié)點
2，持久性順序節(jié)點
3粪小，臨時性節(jié)點
4大磺，臨時性順序節(jié)點
首先說下持久性節(jié)點和臨時性節(jié)點的區(qū)別，持久性節(jié)點表示只要你創(chuàng)建了這個節(jié)點探膊，那不管你ZooKeeper的客戶端是否斷開連接杠愧，ZooKeeper的服務端都會記錄這個節(jié)點。
臨時性節(jié)點剛好相反突想，一旦你ZooKeeper客戶端斷開了連接殴蹄，那ZooKeeper服務端就不再保存這個節(jié)點。
再說下順序性節(jié)點猾担，順序性節(jié)點是指，在創(chuàng)建節(jié)點的時候刺下，ZooKeeper會自動給節(jié)點編號比如0000001 绑嘹，0000002 這種的。
最后說下橘茉，zookeeper有一個監(jiān)聽機制工腋，客戶端注冊監(jiān)聽它關心的目錄節(jié)點，當目錄節(jié)點發(fā)生變化（數(shù)據(jù)改變畅卓、被刪除擅腰、子目錄節(jié)點增加刪除）等，zookeeper會通知客戶端翁潘。
下面我們繼續(xù)結合我們上面的分紅包場景趁冈，描述下在zookeeper中如何加鎖。
假設服務器1拜马，創(chuàng)建了一個節(jié)點 /zkjjj ,成功了渗勘，那服務器1就獲取了鎖，服務器2再去創(chuàng)建相同的鎖俩莽，那么他就會失敗旺坠，這個時候他就就只能監(jiān)聽這個節(jié)點的變化。
等到服務器1扮超，處理完業(yè)務取刃，刪除了節(jié)點后蹋肮，他就會得到通知，然后去創(chuàng)建同樣的節(jié)點璧疗，獲取鎖處理業(yè)務坯辩，再刪除節(jié)點，后續(xù)的100臺服務器與之類似
注意這里的100臺服務器并不是挨個去執(zhí)行上面的創(chuàng)建節(jié)點的操作病毡，而是并發(fā)的濒翻，當服務器1創(chuàng)建成功，那么剩下的99個就都會注冊監(jiān)聽這個節(jié)點啦膜，等通知有送，以此類推。
但是大家有沒有注意到僧家，這里還是有問題的雀摘，還是會有死鎖的情況存在，對不對八拱？
當服務器1創(chuàng)建了節(jié)點后掛了阵赠，沒能刪除，那其他99臺服務器就會一直等通知肌稻，那就完蛋了清蚀。。爹谭。
這個時候呢枷邪，就需要用到臨時性節(jié)點了，我們前面說過了诺凡，臨時性節(jié)點的特點是客戶端一旦斷開东揣，就會丟失，也就是當服務器1創(chuàng)建了節(jié)點后腹泌，如果掛了嘶卧。
那這個節(jié)點會自動被刪除，這樣后續(xù)的其他服務器凉袱，就可以繼續(xù)去創(chuàng)建節(jié)點芥吟，獲取鎖了。
但是我們可能還需要注意到一點绑蔫，就是驚群效應：舉一個很簡單的例子,當你往一群鴿子中間扔一塊食物,雖然最終只有一個鴿子搶到食物,但所有鴿子都會被驚動來爭奪,沒有搶到..
就是當服務器1節(jié)點有變化运沦，會通知其余的99個服務器，但是最終只有1個服務器會創(chuàng)建成功配深，這樣98還是需要等待監(jiān)聽携添，那么為了處理這種情況，就需要用到臨時順序性節(jié)點
大致意思就是篓叶，之前是所有99個服務器都監(jiān)聽一個節(jié)點烈掠，現(xiàn)在就是每一個服務器監(jiān)聽自己前面的一個節(jié)點羞秤。
假設100個服務器同時發(fā)來請求，這個時候會在 /zkjjj 節(jié)點下創(chuàng)建 100 個臨時順序性節(jié)點 /zkjjj/000000001, /zkjjj/000000002,一直到 /zkjjj/000000100,這個編號就等于是已經(jīng)給他們設置了獲取鎖的先后順序了左敌。
當001節(jié)點處理完畢瘾蛋，刪除節(jié)點后，002收到通知矫限，去獲取鎖哺哼，開始執(zhí)行，執(zhí)行完畢叼风，刪除節(jié)點取董，通知003~以此類推。
歡迎工作一到五年的Java工程師朋友們加入Java架構開發(fā)： 957734884无宿，群內(nèi)提供免費的Java架構學習資料（里面有高可用茵汰、高并發(fā)、高性能及分布式孽鸡、Jvm性能調(diào)優(yōu)蹂午、Spring源碼，MyBatis彬碱，Netty,Redis,Kafka,Mysql,Zookeeper,Tomcat,Docker,Dubbo,Nginx等多個知識點的架構資料）合理利用自己每一分每一秒的時間來學習提升自己豆胸，不要再用"沒有時間“來掩飾自己思想上的懶惰！趁年輕巷疼，使勁拼配乱，給未來的自己一個交代！
