分布式锁
分布式锁
锁存在的意义是为了保证在多CPU，多个线程的环境中，某一个时间点上，只能由一个线程进入临界区代码，从而保证临界区操作数据的一致性。
进程内的锁，是操作系统直接提供的，对于同一台机器上的多进程，可以直接通过操作系统的锁来实现，只不过是协调了多个进程，需要将锁放在所有进程都可以访问的共享内存中，所有进程通过共享内存中的 锁来进行加锁和解锁。
但是分布式是在不同机器上，通过操作系统的锁已经无法实现。
怎么实现分布式锁
实现分布式锁，需要满足以下几个特性：
互斥：保证不同节点、不同线程的互斥访问。
超时机制：即超时设置，防止死锁。因为锁服务和请求锁的服务分散在不同的机器上面，它们之间是通过网络来通信 的，所以我们需要用超时机制，来避免获得锁的节点故障或者网络异常，导致它持有的锁不能 归还，出现死锁的情况。
同时还要确保留有线程不断延长锁的时间，防止事务还没处理完，而时间到了，导致释放了锁。
完备的锁接口：比如说lock接口和trylock接口等。
可重入性：即一个节点的一个线程已经获取了锁，那么该节点持有锁的这个线程 可以再次成功获取锁。我们在加锁时，记录好当前获取锁的节点+线程组合的唯一标识，后续如果标识相同，直接返回加锁成功即可，否则按照正常流程处理。
公平性：即对于 Lock 接口获取锁失败被阻塞等待的加锁请求，在锁被释放后，如果按 先来后到的顺序，将锁颁发给等待时间最长的一个加锁请求，那么就是公平锁，否则就是非公 平锁。
分布式锁的挑战
分布式锁面临的挑战有：正确性、高可用和高性能。
首先考虑进程内的锁，如果一个线程持有锁，只要它不释放，就只有它能操作临界区的资源。同时，因为进程内锁的场景中，不会出现部分失败的情况，所以它崩溃无法释放锁时，会导致整个进程崩溃，不会出现死锁（这里不包括业务逻辑出错而导致的死锁）。
另一个方面，进程内锁的解锁操作是进程内部的函数调用，这个过程是同步的。只要发起加锁操作，就会成功（这个操作会成功，但是加锁不一定），解锁操作同样。
当存在多个进程时，加锁操作仍然是函数调用，和上边一样，但是存在一个进程获取锁后崩溃，导致无法释放锁，出现死锁。但是可以通过操作系统来判断一个进程是否存活，并查看它是否获取锁，从而解决问题。
但是在分布式场景下，发起获取锁的操作需要利用不可靠的网络，意味着发起获取锁的这个操作就有可能失败（这里称为获取锁的时延），而且获取锁后，该进程与服务器通信出现了问题，导致无法释放锁，造成死锁。这就需要设置一个超时时间，如果获取锁的进程超时，就自动释放锁。
在获取锁的时延上，如果采用超时加心跳，可能会导致服务端给客户端分发了锁，但是由于响应超时，导致客户端以为自己没有获取到锁。
为了解决这个问题，我们可以在生成锁的时候一并生成一个全局唯一且递增的版本号，当操作共享数据时，会检查版本号，如果出现版本号倒退的现象，则说明出了问题，拒绝该次请求即可。
分布式锁的权衡
我们无法保证分布式锁100%的有效，而且正确性要求越高，它的性能会越低。一般来说，会在成本可接受的范围内，提供性能最好的分布式锁服务，如果性能不佳，则需要告知。
参考
《深入浅出分布式技术原理》