一、爲什麼要用到分佈鎖

1、多環境中才需要
2、任務都需要對同一共享資源時空行寫操作
3、對資源訪問互斥
鎖競爭4個步驟：
1、競爭鎖
2、佔有鎖
3、任務阻賽
4、釋放鎖

二、分佈式鎖幾種方案及比較

在實現zk鎖前，先簡單說明一下模版方法模式
在父類中編排主流程，將步驟實現延遲到子類去實現。
比如下圖：

在模版類中定義清點商品，計算價目，支付，送貨上門主流程方法，並實現了清點商品，計算價目，送貨上門方法，但在子中實現不同支付方法。

public abstract class AbstractTemplate {
    public void goumai(){
        shangPing();
        jiShuan();
        pay();
        fahuo();
    }
    public void shangPing(){
        System.out.println("清點商品");
    }
    public void jiShuan(){
        System.out.println("計算");
    }
    public void fahuo(){
        System.out.println("發貨");
    }
    public abstract void pay();
}

public class WeiPayTemplate extends AbstractTemplate {
    @Override
    public void pay() {
        System.out.println("weipay");
    }

    public static void main(String[] args){
        WeiPayTemplate w = new WeiPayTemplate();
        w.goumai();
    }
}

那麼我們實現鎖也是這個過成程，在抽象類中定義獲取鎖，競爭鎖，等待鎖，釋放鎖
定義一lock類，Mysql redis zk子類都都繼承這個抽象類具體在子類實現各自的方法。

1 、 mysql鎖

新建一張表
method_Lock

CREATE TABLE `method_Lock` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT COMMENT '主鍵',
  `method_name` varchar(64) NOT NULL DEFAULT '' COMMENT '鎖定的方法名',
  `desc` varchar(1024) NOT NULL DEFAULT '備註信息',
  `update_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE,   
   current_timestamp COMMENT '保存數據時間，自動生成',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uidx_method_name` (`method_name `) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='鎖定中的方法';

當我們想要鎖住某個方法時，執行以下SQL：

insert into method_Lock (method_name,desc) values (‘method_name’,‘desc’)

如果新增成功那麼，獲取鎖成功，失敗那麼獲取鎖失敗。
當方法執行完畢之後，想要釋放鎖的話，需要執行以下Sql:

delete from method_Lock where method_name ='method_name'

模版方法：

public abstract class AbstractLock implements Lock {
    public void getLock(){
        //1 、競爭鎖
        if(tryLock()){
            System.out.print("##get lock鎖的資源###");
        }else{
            //2、任務阻塞
            waitLock();
            //重新獲取鎖
            getLock();
        }
    }
    public abstract void waitLock();

    public abstract void unLock();

    public abstract boolean tryLock();
}

mysql鎖實現類

@Service
public class MysqlLock extends AbstractLock {
    private static final int LOCK_ID = 1;
    @Autowired
    private LockMapper lockMapper;

    @Override
    //非阻塞式加鎖
    public boolean tryLock() {
        try {
            lockMapper.insert(LOCK_ID);
        }catch (Exception e){
            return false;
        }
        return true;
    }
    //讓當前線程休眠一段時間
    @Override
    public void waitLock() {
        try{
            Thread.currentThread().sleep(10);
        }catch (InterruptedException e){
            e.printStackTrace();
        }
    }
    //釋放鎖
    @Override
    public void unLock() {
        lockMapper.delete(LOCK_ID);
    }

}

調用

public class MysqlTest extends AbstratApplicationBaseBootTest {
    private static int i = 1;
    @Resource
    private MysqlLock mysqlLock;
    public void getNum(){
        try{
            mysqlLock.getLock();
            Date d = new Date();
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            System.out.println("當前時間：" + sdf.format(d));
            String date = sdf.format(d);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生成訂單號"+date+"  "+i);
            i = i+1;
        }finally {
            mysqlLock.unLock();
        }
    }

    @Test
    public void test() throws InterruptedException {
        System.out.println("生成唯一訂單號");
        for(int i =1;i<=20;i++){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    getNum();
                }
            }).start();
        }

        Thread.sleep(10000);

    }
}

結果：生成20個不同的訂單號

##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:42
Thread-28生成訂單號2019-10-13 01:51:42  1
[2019-10-13 01:51:42,921] [Thread-15] [INFO ] org.springframework.beans.factory.xml.XmlBeanDefinitionReader 316 -- Loading XML bean definitions from class path resource [org/springframework/jdbc/support/sql-error-codes.xml]
[2019-10-13 01:51:42,975] [Thread-15] [INFO ] org.springframework.jdbc.support.SQLErrorCodesFactory 128 -- SQLErrorCodes loaded: [DB2, Derby, H2, HDB, HSQL, Informix, MS-SQL, MySQL, Oracle, PostgreSQL, Sybase]
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:43
Thread-22生成訂單號2019-10-13 01:51:43  2
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:43
Thread-18生成訂單號2019-10-13 01:51:43  3
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:43
Thread-24生成訂單號2019-10-13 01:51:43  4
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:43
Thread-23生成訂單號2019-10-13 01:51:43  5
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:43
Thread-16生成訂單號2019-10-13 01:51:43  6
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:44
Thread-27生成訂單號2019-10-13 01:51:44  7
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:44
Thread-30生成訂單號2019-10-13 01:51:44  8
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:44
Thread-31生成訂單號2019-10-13 01:51:44  9
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:44
Thread-33生成訂單號2019-10-13 01:51:44  10
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:44
Thread-15生成訂單號2019-10-13 01:51:44  11
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:44
Thread-19生成訂單號2019-10-13 01:51:44  12
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:45
Thread-20生成訂單號2019-10-13 01:51:45  13
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:45
Thread-25生成訂單號2019-10-13 01:51:45  14
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:45
Thread-32生成訂單號2019-10-13 01:51:45  15
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:45
Thread-34生成訂單號2019-10-13 01:51:45  16
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:45
Thread-26生成訂單號2019-10-13 01:51:45  17
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:45
Thread-29生成訂單號2019-10-13 01:51:45  18
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:45
Thread-21生成訂單號2019-10-13 01:51:45  19
##get lock鎖的資源###當前時間：2019-10-13 01:51:46
Thread-17生成訂單號2019-10-13 01:51:46  20

1.1、利用mysql實現的鎖缺點：

性能差，最多併發量700~1000 ,差點的機器可以才100~200併發，滿足不了大的併發需求
死鎖，如果一個線程獲取鎖後，程序執行中斷，那麼鎖沒有釋放，就會死鎖
不優雅，查看wailLock這段代碼，是休眠一段時間後再去獲鎖，沒法在鎖釋放後自動監聽鎖被釋放，而需要休眠一段時間不斷去查看鎖是否被釋放掉。
非阻塞的？需要自己搞一個while循環，直到insert成功再返回成功。或通過遞歸重複獲取鎖，直到成功才返回
這把鎖強依賴數據庫的可用性，數據庫是一個單點，一旦數據庫掛掉，會導致業務系統不可用。
這把鎖是非重入的，同一個線程在沒有釋放鎖之前無法再次獲得該鎖。因爲數據中數據已經存在了。

我們也可以有其他方式解決上面的問題。

數據庫是單點？搞兩個數據庫，數據之前雙向同步。一旦掛掉快速切換到備庫上。
沒有失效時間？只要做一個定時任務，每隔一定時間把數據庫中的超時數據清理一遍。
非重入的？在數據庫表中加個字段，記錄當前獲得鎖的機器的主機信息和線程信息，那麼下次再獲取鎖的時候先查詢數據庫，如果當前機器的主機信息和線程信息在數據庫可以查到的話，直接把鎖分配給他就可以了

1.2、基於數據庫排他鎖

除了可以通過增刪操作數據表中的記錄以外，其實還可以藉助數據中自帶的鎖來實現分佈式的鎖。

我們還用剛剛創建的那張數據庫表。可以通過數據庫的排他鎖來實現分佈式鎖。基於MySql的InnoDB引擎，可以使用以下方法來實現加鎖操作：

public boolean lock(){
    connection.setAutoCommit(false)
    while(true){
        try{
            result = select * from method_Lock where method_name=xxx for update;
            if(result==null){
                return true;
            }
        }catch(Exception e){

        }
        sleep(1000);
    }
    return false;
}

在查詢語句後面增加for update，數據庫會在查詢過程中給數據庫表增加排他鎖（這裏再多提一句，InnoDB引擎在加鎖的時候，只有通過索引進行檢索的時候纔會使用行級鎖，否則會使用表級鎖。這裏我們希望使用行級鎖，就要給method_name添加索引，值得注意的是，這個索引一定要創建成唯一索引，否則會出現多個重載方法之間無法同時被訪問的問題。重載方法的話建議把參數類型也加上。）。當某條記錄被加上排他鎖之後，其他線程無法再在該行記錄上增加排他鎖。

我們可以認爲獲得排它鎖的線程即可獲得分佈式鎖，當獲取到鎖之後，可以執行方法的業務邏輯，執行完方法之後，再通過以下方法解鎖：

public void unlock(){
    connection.commit();
}

通過connection.commit()操作來釋放鎖。
這種方法可以有效的解決上面提到的無法釋放鎖和阻塞鎖的問題。

阻塞鎖？ for update語句會在執行成功後立即返回，在執行失敗時一直處於阻塞狀態，直到成功。
鎖定之後服務宕機，無法釋放？使用這種方式，服務宕機之後數據庫會自己把鎖釋放掉。

但是還是無法直接解決數據庫單點和可重入問題。

這裏還可能存在另外一個問題，雖然我們對method_name 使用了唯一索引，並且顯示使用for update來使用行級鎖。但是，MySql會對查詢進行優化，即便在條件中使用了索引字段，但是否使用索引來檢索數據是由 MySQL 通過判斷不同執行計劃的代價來決定的，如果 MySQL 認爲全表掃效率更高，比如對一些很小的表，它就不會使用索引，這種情況下 InnoDB 將使用表鎖，而不是行鎖。如果發生這種情況就悲劇了。。。

還有一個問題，就是我們要使用排他鎖來進行分佈式鎖的lock，那麼一個排他鎖長時間不提交，就會佔用數據庫連接。一旦類似的連接變得多了，就可能把數據庫連接池撐爆

1.3、總結

總結一下使用數據庫來實現分佈式鎖的方式，這兩種方式都是依賴數據庫的一張表，一種是通過表中的記錄的存在情況確定當前是否有鎖存在，另外一種是通過數據庫的排他鎖來實現分佈式鎖。

數據庫實現分佈式鎖的優點

直接藉助數據庫，容易理解。

數據庫實現分佈式鎖的缺點

會有各種各樣的問題，在解決問題的過程中會使整個方案變得越來越複雜。

操作數據庫需要一定的開銷，性能問題需要考慮。

使用數據庫的行級鎖並不一定靠譜，尤其是當我們的鎖表並不大的時候。

2 、zk鎖

先了解一下zk
zk是一個Nosql的數據庫有監聽機制
zk 與redis類似都是 no sql
k v結構的數據
創建一個節點命令：
create /deer 1
如果再次執上面那個命令，會執行失敗，那麼我們就是利用zk這一特性來實現鎖的

2.1、下面是zk原生客戶端通過臨時節點實現一種分佈式鎖如下：

public abstract class ZookeeperAbstractLock extends AbstractLock {

    private static final String CONNECTSTRING = "127.0.0.1:2181";

    protected ZkClient zkClient = new ZkClient(CONNECTSTRING);

    protected static final String PATH = "/lock";
    protected static final String PATH2 = "/lock2";


}

public  class ZookeeperLock extends ZookeeperAbstractLock {
    private CountDownLatch countDownLatch = null;
    @Override
    public void waitLock() {
        //創建節點刪除監聽事件
        IZkDataListener iZkDataListener = new IZkDataListener() {
            @Override
            public void handleDataChange(String s, Object o) throws Exception {
            }
            @Override
            public void handleDataDeleted(String s) throws Exception {
                if(countDownLatch != null){
                    countDownLatch.countDown();
                }
            }
        };
        //註冊事件
        zkClient.subscribeDataChanges(PATH,iZkDataListener);
        //如果節點存在
        if(zkClient.exists(PATH)){
            countDownLatch = new CountDownLatch(1);
            try{
                countDownLatch.await();
            }catch (Exception e){

            }
        }
        //刪除監聽
        zkClient.unsubscribeDataChanges(PATH,iZkDataListener);

    }
    @Override
    public void unLock() {
        if(zkClient!=null){
            zkClient.delete(PATH);
            zkClient.close();
            System.out.print("釋放資源");
        }
    }
    @Override
    public boolean tryLock() {
        try{
            //創建臨時節點
            zkClient.createEphemeral(PATH);
            return true;
        }catch (Exception e){
            return false;
        }
    }
}

運行

public class OrderService {
    private AbstractLock lock = new ZookeeperLock();
    private static  int i = 1;
    public void getNumber(){
        try{
            lock.getLock();
            Date d = new Date();
            SimpleDateFormat sdf = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            System.out.println("當前時間：" + sdf.format(d));
            String date = sdf.format(d);
            System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"生成訂單號"+date+"  "+i);
            i = i+1;
        }finally {
            lock.unLock();
        }
    }
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        System.out.println("生成唯一訂單號");
        for(int i =1;i<=20;i++){
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    new OrderService().getNumber();
                }
            }).start();
        }
        Thread.sleep(10000);
    }
}

zk分佈鎖問題：
會出現死鎖問題：通過臨時節點可以解決死鎖問題。
臨時節點特性：在創建節點後，如果程序突中斷，那麼節點會被自動刪除，就不會出現死鎖情況。
zk共4種節點類型
1、持久不會被刪除可以有子節點
2、臨時運行一半，客戶端和服務器斷開連接那麼節點會被自動刪除不能有子節點
3、臨時帶序號
4、持久帶序號

2.2 基於Curator這個開源框架來實現zk分佈式鎖

基於Curator這個開源框架來實現zk分佈式鎖，實際上就是利用臨時帶序號節點實現的
可查看另一篇文章：5-zk實戰，zk應用

3、基於緩存鎖 reids

基於緩存鎖redis目前也有開源框架redisson，可設置鎖過期時間防止死鎖，可watch dog機制實現鎖續期，可重入等。具體實現可以查看我的另一篇文章：官方redis實現分佈式鎖算法-RedLock

三、三種方案的比較

上面幾種方式，哪種方式都無法做到完美。就像CAP一樣，在複雜性、可靠性、性能等方面無法同時滿足，所以，根據不同的應用場景選擇最適合自己的纔是王道。

從理解的難易程度角度（從低到高）

數據庫 > 緩存 > Zookeeper

從實現的複雜性角度（從低到高）

Zookeeper >= 緩存 > 數據庫

從性能角度（從高到低）

緩存 > Zookeeper >= 數據庫

從可靠性角度（從高到低）

Zookeeper > 緩存 > 數據庫

redis
redis簡單使用
存1T數據怎麼存？
用集羣
配置一個讀寫分離？ slave of
redis主節點有幾個子節點用什麼命令： info replication
哨兵 RESP redis底層通信協議
resp手寫一個jedis分表分庫手動一個讀寫分離
redis重啓後，數據會丟失嗎？持久化 2種機制：RDB AOF 2種

redis怎麼實現分佈鎖
setnx 命令
redis怎麼實現購物車？ hash
redis怎麼實現優惠券功能？ 30過期，發佈訂閱監聽機制，監聽失效後修改數據庫中狀態

數據庫
mysql優化
建表語句一些索引
寫一些sql語句，這些sql是否高效，是否用到索引？
index: namd age pos
select * from staffs where name = 1; 1是int ,會有隱式轉換，所以索引失效
沒有指定列不會用到索引
explain
sql 語句查看執行計劃，查看key是否有值，有值用到索引，沒值沒用到索引
select * from staffs where age = 1; 沒有用到索引
最佳左前綴原則：

分佈鎖-mysql，redis,zk

一、爲什麼要用到分佈鎖

二、分佈式鎖幾種方案及比較

1 、 mysql鎖

1.1、利用mysql實現的鎖缺點：

1.2、基於數據庫排他鎖

1.3、總結

2 、zk鎖

2.1、下面是zk原生客戶端通過臨時節點實現一種分佈式鎖如下：

2.2 基於Curator這個開源框架來實現zk分佈式鎖

3、基於緩存鎖 reids

三、三種方案的比較

apollo配置中心之-如何啓動源碼及Config Service 通知配置變化源碼解析

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0-jvm系列之集合

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