Java分布式鎖的概念與實現方式詳解

什么是分布式鎖？在回答這個問題之前，我們先回答一下什么是鎖。

普通的鎖，即在單機多線程環境下，當多個線程需要訪問同一個變量或代碼片段時，被訪問的變量或代碼片段叫做臨界區域，我們需要控制線程一個一個的順序執行，否則會出現并發問題。

如何控制呢？就是設置一個各個線程都能看的見的標志。然后，每個線程想訪問臨界區域時，都要先查看標志，如果標志沒有被占用，則說明目前沒有線程在訪問臨界區域。如果標志被占用了，則說明目前有線程正在訪問臨界區域，則當前線程需要等待。

這個標志，就是鎖。

在單機多線程的java程序中，我們可以使用堆內存中的變量作為標志，因為多線程是共享堆內存的，堆內存中的變量對于各個線程都是可見的。

講明白了普通的鎖，接下來，我們再看看分布式鎖。

在分布式環境下，即多臺計算機，每個計算機上會啟動jvm執行程序的運行環境下，如果不同計算機上的線程想訪問臨界區域時，該怎么辦呢？

前面普通鎖的使用堆內存中的變量的方式肯定不適用了。因為在多機環境下，某臺計算機上的堆內存中的變量對于其他計算機上的線程肯定是不可見的。那么，根據鎖的本質和原理，我們就要找到另外的對于多機上的線程都可見的標志，以它來作為鎖，就可以了。這樣的鎖，就是分布式鎖。

當然，這里只是解釋了什么是分布式鎖，至于分布式鎖該如何實現，其實有多重方式，關鍵在于要保證鎖對多機上的程序是可見的即可。一些常用的實現方式是，使用redis，使用數據庫等等。

為什么要使用分布式鎖

我們在開發應用的時候，如果需要對某一個共享變量進行多線程同步訪問的時候，可以使用我們學到的Java多線程的18般武藝進行處理，并且可以完美的運行，毫無Bug！

注意這是單機應用，也就是所有的請求都會分配到當前服務器的JVM內部，然后映射為操作系統的線程進行處理！而這個共享變量只是在這個JVM內部的一塊內存空間！

分布式鎖應該具備哪些條件

在分析分布式鎖的三種實現方式之前，先了解一下分布式鎖應該具備哪些條件：

• 1、在分布式系統環境下，一個方法在同一時間只能被一個機器的一個線程執行；
• 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。

分布式鎖的三種實現方式

目前幾乎很多大型網站及應用都是分布式部署的，分布式場景中的數據一致性問題一直是一個比較重要的話題。分布式的CAP理論告訴我們“任何一個分布式系統都無法同時滿足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分區容錯性（Partition tolerance），最多只能同時滿足兩項。”所以，很多系統在設計之初就要對這三者做出取舍。在互聯網領域的絕大多數的場景中，都需要犧牲強一致性來換取系統的高可用性，系統往往只需要保證“最終一致性”，只要這個最終時間是在用戶可以接受的范圍內即可。

在很多場景中，我們為了保證數據的最終一致性，需要很多的技術方案來支持，比如分布式事務、分布式鎖等。有的時候，我們需要保證一個方法在同一時間內只能被同一個線程執行。

• 基于數據庫實現分布式鎖；
• 基于緩存（Redis等）實現分布式鎖；
• 基于Zookeeper實現分布式鎖；

總結

以上就是這篇文章的全部內容了，希望本文的內容對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，謝謝大家對億速云的支持。如果你想了解更多相關內容請查看下面相關鏈接