一般实现分布式锁都有哪些方式？使用 Redis 如何设计分布式锁？使用 zk 来设计分布式锁可以吗？

面试题

一般实现分布式锁都有哪些方式？使用 Redis 如何设计分布式锁？使用 zk 来设计分布式锁可以吗？这两种分布式锁的实现方式哪种效率比较高？

面试官心理分析

其实一般问问题，都是这么问的，先问问你 zk，然后其实是要过渡到 zk 相关的一些问题里去，比如分布式锁。因为在分布式系统开发中，分布式锁的使用场景还是很常见的。

面试题剖析

Redis 分布式锁官方叫做 RedLock 算法，是 Redis 官方支持的分布式锁算法。

这个分布式锁有 3 个重要的考量点：

互斥（只能有一个客户端获取锁）
不能死锁
容错（只要大部分 Redis 节点创建了这把锁就可以）

Redis 最普通的分布式锁

第一个最普通的实现方式，就是在 Redis 里使用 SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] NX 创建一个 key，这样就算加锁。其中：

NX：表示只有 key 不存在的时候才会设置成功，如果此时 redis 中存在这个 key，那么设置失败，返回 nil。
EX seconds：设置 key 的过期时间，精确到秒级。意思是 seconds 秒后锁自动释放，别人创建的时候如果发现已经有了就不能加锁了。
PX milliseconds：同样是设置 key 的过期时间，精确到毫秒级。比如执行以下命令：

Redis 官方给出了以上两种基于 Redis 实现分布式锁的方法，详细说明可以查看: 。

zk 分布式锁 zk 分布式锁，其实可以做的比较简单，就是某个节点尝试创建临时 znode，此时创建成功了就获取了这个锁；这个时候别的客户端来创建锁会失败，只能注册个监听器监听这个锁。释放锁就是删除这个 znode，一旦释放掉就会通知客户端，然后有一个等待着的客户端就可以再次重新加锁。

/**

ZooKeeperSession */ public class ZooKeeperSession {

private static CountDownLatch connectedSemaphore = new CountDownLatch(1);

private ZooKeeper zookeeper; private CountDownLatch latch;

public ZooKeeperSession() { try { this.zookeeper = new ZooKeeper("192.168.31.187:2181,192.168.31.19:2181,192.168.31.227:2181", 50000, new ZooKeeperWatcher()); try { connectedSemaphore.await(); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); }

    System.out.println("ZooKeeper session established......");
} catch (Exception e) {
    e.printStackTrace();
}

}

/** * 获取分布式锁 * * @param productId */ public Boolean acquireDistributedLock(Long productId) { String path = "/product-lock-" + productId;

try {
    zookeeper.create(path, "".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
    return true;
} catch (Exception e) {
    while (true) {
        try {
            // 相当于是给node注册一个监听器，去看看这个监听器是否存在
            Stat stat = zk.exists(path, true);

            if (stat != null) {
                this.latch = new CountDownLatch(1);
                this.latch.await(waitTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
                this.latch = null;
            }
            zookeeper.create(path, "".getBytes(), Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL);
            return true;
        } catch (Exception ee) {
            continue;
        }
    }

}
return true;

}

/** * 释放掉一个分布式锁 * * @param productId */ public void releaseDistributedLock(Long productId) { String path = "/product-lock-" + productId; try { zookeeper.delete(path, -1); System.out.println("release the lock for product[id=" + productId + "]......"); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }

/** * 建立 zk session 的 watcher */ private class ZooKeeperWatcher implements Watcher {

public void process(WatchedEvent event) {
    System.out.println("Receive watched event: " + event.getState());

    if (KeeperState.SyncConnected == event.getState()) {
        connectedSemaphore.countDown();
    }

    if (this.latch != null) {
        this.latch.countDown();
    }
}

}

/** * 封装单例的静态内部类 */

private static class Singleton {

private static ZooKeeperSession instance;

static {
    instance = new ZooKeeperSession();
}

public static ZooKeeperSession getInstance() {
    return instance;
}

}

/** * 获取单例 * * @return */ public static ZooKeeperSession getInstance() { return Singleton.getInstance(); }

/** * 初始化单例的便捷方法 */ public static void init() { getInstance(); }

}

也可以采用另一种方式，创建临时顺序节点：

如果有一把锁，被多个人给竞争，此时多个人会排队，第一个拿到锁的人会执行，然后释放锁；后面的每个人都会去监听排在自己前面的那个人创建的 node 上，一旦某个人释放了锁，排在自己后面的人就会被 ZooKeeper 给通知，一旦被通知了之后，就 ok 了，自己就获取到了锁，就可以执行代码了。

public class ZooKeeperDistributedLock implements Watcher {

private ZooKeeper zk;
private String locksRoot = "/locks";
private String productId;
private String waitNode;
private String lockNode;
private CountDownLatch latch;
private CountDownLatch connectedLatch = new CountDownLatch(1);
private int sessionTimeout = 30000;

public ZooKeeperDistributedLock(String productId) {
    this.productId = productId;
    try {
        String address = "192.168.31.187:2181,192.168.31.19:2181,192.168.31.227:2181";
        zk = new ZooKeeper(address, sessionTimeout, this);
        connectedLatch.await();
    } catch (IOException e) {
        throw new LockException(e);
    } catch (KeeperException e) {
        throw new LockException(e);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new LockException(e);
    }
}

public void process(WatchedEvent event) {
    if (event.getState() == KeeperState.SyncConnected) {
        connectedLatch.countDown();
        return;
    }

    if (this.latch != null) {
        this.latch.countDown();
    }
}

public void acquireDistributedLock() {
    try {
        if (this.tryLock()) {
            return;
        } else {
            waitForLock(waitNode, sessionTimeout);
        }
    } catch (KeeperException e) {
        throw new LockException(e);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new LockException(e);
    }
}

public boolean tryLock() {
    try {
	    // 传入进去的locksRoot + “/” + productId
	    // 假设productId代表了一个商品id，比如说1
	    // locksRoot = locks
	    // /locks/10000000000，/locks/10000000001，/locks/10000000002
        lockNode = zk.create(locksRoot + "/" + productId, new byte[0], ZooDefs.Ids.OPEN_ACL_UNSAFE, CreateMode.EPHEMERAL_SEQUENTIAL);

        // 看看刚创建的节点是不是最小的节点
 	    // locks：10000000000，10000000001，10000000002
        List<String> locks = zk.getChildren(locksRoot, false);
        Collections.sort(locks);

        if(lockNode.equals(locksRoot+"/"+ locks.get(0))){
            //如果是最小的节点,则表示取得锁
            return true;
        }

        //如果不是最小的节点，找到比自己小1的节点
  int previousLockIndex = -1;
        for(int i = 0; i < locks.size(); i++) {
	if(lockNode.equals(locksRoot + “/” + locks.get(i))) {
         	    previousLockIndex = i - 1;
	    break;
	}
   }
   
   this.waitNode = locks.get(previousLockIndex);
    } catch (KeeperException e) {
        throw new LockException(e);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new LockException(e);
    }
    return false;
}

private boolean waitForLock(String waitNode, long waitTime) throws InterruptedException, KeeperException {
    Stat stat = zk.exists(locksRoot + "/" + waitNode, true);
    if (stat != null) {
        this.latch = new CountDownLatch(1);
        this.latch.await(waitTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
        this.latch = null;
    }
    return true;
}

public void unlock() {
    try {
        // 删除/locks/10000000000节点
        // 删除/locks/10000000001节点
        System.out.println("unlock " + lockNode);
        zk.delete(lockNode, -1);
        lockNode = null;
        zk.close();
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    } catch (KeeperException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

public class LockException extends RuntimeException {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    public LockException(String e) {
        super(e);
    }

    public LockException(Exception e) {
        super(e);
    }
}

}

redis 分布式锁和 zk 分布式锁的对比