分布式锁

在单机场景下，可以使用语言的内置锁来实现进程同步，如 synchronized、Lock等。但是在分布式场景下，需要同步的进程可能位于不同的节点上，那么就需要使用分布式锁。

分布式锁：是控制分布式系统不同进程共同访问共享资源的一种锁的实现。

数据库的唯一索引

向表中插入一条唯一索引的记录，此时相当于加锁，释放锁时删除这条记录。唯一索引可以保证该记录只被插入一次，那么就可以用这个记录是否存在来判断是否处于锁定状态。

存在以下几个问题：

锁没有失效时间，解锁失败的话其它进程无法再获得该锁；
只能是非阻塞锁，插入失败直接就报错了，无法重试；
不可重入，已经获得锁的进程也必须重新获取锁。

Redis 的 SETNX 指令

使用 SETNX（set if not exist）指令插入一个键值对，如果 Key 已经存在，那么会返回 False，否则插入成功并返回 True。

SETNX 指令和数据库的唯一索引类似，保证了只存在一个 Key 的键值对，那么可以用一个 Key 的键值对是否存在来判断是否存于锁定状态。

EXPIRE 指令可以为一个键值对设置一个过期时间，从而避免了数据库唯一索引实现方式中释放锁失败的问题。

缺点：

setnx和expire分两步执行，非原子操作；若setnx执行成功，但expire执行失败，就可能出现死锁。如果执行完setnx加锁，正要执行expire设置过期时间时，进程crash掉或者要重启维护了，那这个锁就一直存在了，别的线程永远获取不到锁了。
不支持阻塞等待、不可重入

Redis set的扩展命令（set ex px nx）

# 一条命令保证原子性执行
127.0.0.1:6379> SET lock value EX 10 NX
OK
# 加锁与设置过期时间原子性执行

存在问题：

锁过期释放了，业务还没执行完。
锁被其他线程误释放。（可以使用lua脚本释放，但第一个问题依旧无法解决）

Redisson

以上的方案可能存在锁过期释放，业务没执行完的问题。其实我们可以给获得锁的线程开启一个定时守护线程，每隔一段时间检查锁是否还存在，存在就自动对锁的过期时间延长，防止锁过期提前释放。

Redisson 实现的原理就是基于看门狗机制：

只要线程一加锁成功，就会启动一个watch dog看门狗，它是一个后台线程，会每隔10秒检查一下，如果线程1还持有锁，那么就会不断的延长锁key的生存时间。因此使用Redisson能够解决锁过期释放，业务没执行完问题。并且 Redisson 还是可重入锁，底层依靠 lua 脚本支持。

Redis 的 RedLock 算法

Redis一般都是集群部署的，假设数据在主从同步过程，主节点挂了，Redisson 使用看门狗（守护线程）“续命”的方案可能会出现问题。

如果线程一在Redis的master节点上拿到了锁，将键值对写入 redis 的 master 节点

但是加锁的key还没同步到slave节点。恰好这时，master节点发生故障

Redis 触发故障转移，一个slave节点就会升级为master节点，此时新的 master 并不包含线程1写key

因此线程2尝试获取同个key的锁也可以成功拿到锁，但线程一也已经拿到锁了，锁的安全性就没了。

上述问题的根本原因主要是由于 redis 异步复制带来的数据不一致问题导致的，因此解决的方向就是保证数据的一致。为了解决这个问题，Redis作者提出一种高级的分布式锁算法：Redlock。Redlock核心思想是这样的：

使用了多个 Redis master 实例来实现分布式锁，这是为了保证在发生单点故障时仍然可用。