看一眼就能懂的“分布式锁”原理

2019-06-10 08:04:26分布式锁和我们平常讲到的锁原理基本一样，目的就是确保在多个线程并发时，只有一个线程在同一刻操作这个业务或者说方法、变量。

分布式锁和我们平常讲到的锁原理基本一样，目的就是确保在多个线程并发时，只有一个线程在同一刻操作这个业务或者说方法、变量。

在一个进程中，也就是一个 JVM 或者说应用中，我们很容易去处理控制，在 jdk java.util 并发包中已经为我们提供了这些方法去加锁，比如 Synchronized 关键字或者 Lock 锁，都可以处理。

但是我们现在的应用程序如果只部署一台 服务器 ，那并发量是很差的，如果同时有上万的请求，很有可能造成服务器压力过大而瘫痪。

想想双十一和大年三十晚上十点，瓜分支付宝红包等业务场景，自然需要用到多台服务器去同时处理这些业务，这些服务可能会有上百台同时处理。

但是我们想一想，如果有 100 台服务器要处理分红包的业务，现在假设有 1 亿的红包，1 千万个人分，金额随机，那么这个业务场景下，是不是必须确保这 1 千万个人***分的红包金额总和等于 1 亿?

如果处理不好~~每人分到 100 万，那马云爸爸估计大年初一，就得宣布破产了~~

常规锁会造成什么情况?

首先说一下我们为什么要搞集群。简单理解就是，需求量(请求并发量)变大了，一个工人处理能力有限，那就多招一些工人来一起处理。

假设 1 千万个请求平均分配到 100 台服务器上，每个服务器接收 10w 的请求。

这 10w 个请求并不是在同一秒中来的，可能是在 1-2 个小时内，可以联想下我们三十晚上开红包，等到 10：20 开始，有的人立马开了，有的人等到 12 点才想起来。

那这样的话，平均到每一秒上的请求也就不到 1 千个，这种压力一般的服务器还是可以承受的：

等于是在每个服务器中去分 1 亿，也就是 10w 个用户分了 1 亿，***总计有 100 个服务器，要分 100 亿。

如果真这样了，虽说马云爸爸不会破产(据***统计马云有 2300 亿人民币)，那分红包的开发项目组，以及产品经理，可以 GG了~

简化结构图如下：

那么为了解决这个问题，让 1000 万用户只分 1 亿，而不是 100 亿，这个时候分布式锁就派上用处了。

分布式锁可以把整个集群就当作是一个应用一样去处理，那么也就需要这个锁独立于每一个服务之外，而不是在服务里面。

假设***个服务器接收到用户 1 的请求后，不能只在自己的应用中去判断还有多少钱可以分了，而需要去外部请求专门负责管理这 1 亿红包的人(服务)，问他：哎，我这里要分 100 块，给我 100。

管理红包的妹子(服务)一看，还有 1 个亿，那好，给你 100 块，然后剩下 99999900 块。

第二个请求到来后，被服务器 2 获取，继续去询问，管理红包的妹子，我这边要分 10 块，管理红包的妹子先查了下还有 99999900，那就说：好，给你 10 块，那就剩下 99999890 块。

等到第 1000w 个请求到来后，服务器 100 拿到请求，继续去询问，管理红包的妹子，我要 100，妹子翻了翻白眼，对你说，就剩 1 块了，爱要不要，那这个时候就只能给你 1 块了(1 块也是钱啊，买根辣条还是可以的)。

这些请求编号 1，2 不代表执行的先后顺序，正式的场景下，应该是 100 台服务器每个服务器持有一个请求去访问负责管理红包的妹子(服务)。

那在管红包的妹子那里同时会接收到 100 个请求，这个时候就需要在负责红包的妹子那里加个锁就可以了(抛绣球)，你们 100 个服务器谁拿到锁(抢到绣球)，谁就进来和我谈，我给你分，其他人就等着去吧。

经过上面的分布式锁的处理后，马云爸爸终于放心了，决定给红包团队每人加一个鸡腿。

简化的结构图如下：

分布式锁的实现有哪些?

说到分布式锁的实现，还是有很多的，有数据库方式的，有 Redis 分布式锁，有 Zookeeper 分布式锁等等。

我们如果采用 Redis 作为分布式锁，那么上图中负责“红包的妹子(服务)”，就可以替换成 Redis，请自行脑补。

①为什么 Redis 可以实现分布式锁?

首先 Redis 是单线程的，这里的单线程指的是网络请求模块使用了一个线程(所以不需考虑并发安全性)，即一个线程处理所有网络请求，其他模块仍用了多个线程。

在实际的操作中过程大致是这样子的：服务器 1 要去访问发红包的妹子，也就是 Redis，那么它会在 Redis 中通过”setnx key value” 操作设置一个 Key 进去，Value 是啥不重要，重要的是要有一个 Key，也就是一个标记。

而且这个 Key 你爱叫啥叫啥，只要所有的服务器设置的 Key 相同就可以。

假设我们设置一个，如下图：

那么我们可以看到会返回一个 1，那就代表了成功。

如果再来一个请求去设置同样的 Key，如下图：

这个时候会返回 0，那就代表失败了。

那么我们就可以通过这个操作去判断是不是当前可以拿到锁，或者说可以去访问“负责发红包的妹子”，如果返回 1，那我就开始去执行后面的逻辑，如果返回 0，那就说明已经被人占用了，我就要继续等待。

当服务器 1 拿到锁之后，进行了业务处理，完成后，还需要释放锁，如下图所示：

删除成功返回 1，那么其他的服务器就可以继续重复上面的步骤去设置这个 Key，以达到获取锁的目的。

当然以上的操作是在 Redis 客户端直接进行的，通过程序调用的话，肯定就不能这么写，比如 Java 就需要通过 Jedis 去调用，但是整个处理逻辑基本都是一样的。

通过上面的方式，我们好像是解决了分布式锁的问题，但是想想还有没有什么问题呢?

对，问题还是有的，可能会有死锁的问题发生，比如服务器 1 设置完之后，获取了锁之后，忽然发生了宕机。

那后续的删除 Key 操作就没法执行，这个 Key 会一直在 Redis 中存在，其他服务器每次去检查，都会返回 0，他们都会认为有人在使用锁，我需要等。

为了解决这个死锁的问题，我们就需要给 Key 设置有效期了。设置的方式有 2 种：

***种就是在 Set 完 Key 之后，直接设置 Key 的有效期 “EXPire key timeout” ，为 Key 设置一个超时时间，单位为 Second，超过这个时间锁会自动释放，避免死锁。

这种方式相当于，把锁持有的有效期，交给了 Redis 去控制。如果时间到了，你还没有给我删除 Key，那 Redis 就直接给你删了，其他服务器就可以继续去 Setnx 获取锁。

第二种方式，就是把删除 Key 权利交给其他的服务器，那这个时候就需要用到 Value 值了，比如服务器 1，设置了 Value 也就是 Timeout 为当前时间 +1 秒 。

这个时候服务器 2 通过 Get 发现时间已经超过系统当前时间了，那就说明服务器 1 没有释放锁，服务器 1 可能出问题了，服务器 2 就开始执行删除 Key 操作，并且继续执行 Setnx 操作。

但是这块有一个问题，也就是不光你服务器 2 可能会发现服务器 1 超时了，服务器 3 也可能会发现，如果刚好服务器 2 Setnx 操作完成，服务器 3 就接着删除，是不是服务器 3 也可以 Setnx 成功了?

那就等于是服务器 2 和服务器 3 都拿到锁了，那就问题大了。这个时候怎么办呢?

这个时候需要用到“GETSET key value”命令了。这个命令的意思就是获取当前 Key 的值，并且设置新的值。

假设服务器 2 发现 Key 过期了，开始调用 getset 命令，然后用获取的时间判断是否过期，如果获取的时间仍然是过期的，那就说明拿到锁了。

如果没有，则说明在服务 2 执行 getset 之前，服务器 3 可能也发现锁过期了，并且在服务器 2 之前执行了 getset 操作，重新设置了过期时间。

那么服务器 2 就需要放弃后续的操作，继续等待服务器 3 释放锁或者去监测 Key 的有效期是否过期。

这块其实有一个小问题是，服务器 3 已经修改了有效期，拿到锁之后，服务器 2 也修改了有效期，但是没能拿到锁。

但是这个有效期的时间已经被在服务器 3 的基础上又增加一些，但是这种影响其实还是很小的，几乎可以忽略不计。

②为什么 Zookeeper 可实现分布式锁?

百度百科是这么介绍的：ZooKeeper 是一个分布式的，开放源码的分布式应用程序协调服务，是 Google 的 Chubby 一个开源的实现，是 Hadoop 和 Hbase 的重要组件。

那对于我们初次认识的人，可以理解成 ZooKeeper 就像是我们的电脑文件系统，我们可以在 d 盘中创建文件夹 a，并且可以继续在文件夹 a 中创建文件夹 a1，a2。

那我们的文件系统有什么特点?那就是同一个目录下文件名称不能重复，同样 ZooKeeper 也是这样的。

在 ZooKeeper 所有的节点，也就是文件夹称作 Znode，而且这个 Znode 节点是可以存储数据的。

我们可以通过“ create /zkjjj nice”来创建一个节点，这个命令就表示，在根目录下创建一个 zkjjj 的节点，值是 nice。

同样这里的值，和我在前面说的 Redis 中的一样，没什么意义，你随便给。

另外 ZooKeeper 可以创建 4 种类型的节点，分别是：

首先说下持久性节点和临时性节点的区别：

Zookeeper 有一个监听机制，客户端注册监听它关心的目录节点，当目录节点发生变化(数据改变、被删除、子目录节点增加删除)等，Zookeeper 会通知客户端。

下面我们继续结合我们上面的分红包场景，描述下在 Zookeeper 中如何加锁。

假设服务器 1，创建了一个节点 /zkjjj，成功了，那服务器 1 就获取了锁，服务器 2 再去创建相同的锁，就会失败，这个时候就只能监听这个节点的变化。

等到服务器 1 处理完业务，删除了节点后，他就会得到通知，然后去创建同样的节点，获取锁处理业务，再删除节点，后续的 100 台服务器与之类似。

注意这里的 100 台服务器并不是挨个去执行上面的创建节点的操作，而是并发的，当服务器 1 创建成功，那么剩下的 99 个就都会注册监听这个节点，等通知，以此类推。

但是大家有没有注意到，这里还是有问题的，还是会有死锁的情况存在，对不对?

当服务器 1 创建了节点后挂了，没能删除，那其他 99 台服务器就会一直等通知，那就完蛋了。

这个时候就需要用到临时性节点了，我们前面说过了，临时性节点的特点是客户端一旦断开，就会丢失。

也就是当服务器 1 创建了节点后，如果挂了，那这个节点会自动被删除，这样后续的其他服务器，就可以继续去创建节点，获取锁了。

但是我们可能还需要注意到一点，就是惊群效应：举一个很简单的例子，当你往一群鸽子中间扔一块食物，虽然最终只有一个鸽子抢到食物，但所有鸽子都会被惊动来争夺，没有抢到…

就是当服务器 1 节点有变化，会通知其余的 99 个服务器，但是最终只有 1 个服务器会创建成功，这样 98 还是需要等待监听，那么为了处理这种情况，就需要用到临时顺序性节点。

大致意思就是，之前是所有 99 个服务器都监听一个节点，现在就是每一个服务器监听自己前面的一个节点。

假设 100 个服务器同时发来请求，这个时候会在 /zkjjj 节点下创建 100 个临时顺序性节点 /zkjjj/000000001，/zkjjj/000000002，一直到 /zkjjj/000000100，这个编号就等于是已经给他们设置了获取锁的先后顺序了。

当 001 节点处理完毕，删除节点后，002 收到通知，去获取锁，开始执行，执行完毕，删除节点，通知 003~以此类推。

人与动物、动物与动物之间的感人故事(作文) 急需

我的故事可能很平凡，很平淡，但我想起来却```眼睛微红了、 我是一个很平凡的农村家庭的孩子，虽然不是小康家庭，但也其乐融融 我家一般白天没人在家，爸爸妈妈出去做事，我和姐姐们一起去上学，爸爸怕白天没人在会遭小偷，就在家养了条狗狗。 刚开始我不怎么喜欢它的，黑黑的瘦瘦的，我喜欢的狗狗一直是白白的毛里有胖胖的肉肉的，所以我不喜欢它，起名是我就叫他“黄嘴”，呵呵，因为它的嘴巴是黄色的嘛 就这样，黄嘴开始和我们一起生活了 每天在我上学的时候它恭送我（有时还跟着我去）放学的时候它好象高兴死了，飞快的摇着尾巴，如果不是我长的高，它就可能会用舌头添我的脸了。 刚开始我不大习惯，总是在它快扑在我身上的时候就开始骂它，它也像是听懂了似的，虽然不在扑了但尾巴还是不停的摇着。 时间久了我也麻木了，反正它是畜生我是人，让让它算了（不跟狗计较嘛！呵呵） 我家直到去年还养这它呢！可是事情如我想的一样， 它还是有被杀掉的可能，因为2008年快来了，爸爸就让叔叔把狗狗杀掉，本来我还不知道的，我是看到爸爸在那个地方才想去看看有什么好玩的的，没想到就让我看到了我家的黄嘴被一条绳子钓在一棵树上，那一刻我只知道我的眼泪在流，看着它被吊在树上够不到地的在挣扎，我的心揪住了。 我想去救它，可是我不能不是吗！爸爸可能看出了我的难过，就找借口让我去买烟包我支开了。 做之前我看见爸爸也是难过的呢！呵呵，既然不舍得为什么要杀掉呢！那一刻我终于体会到原来我所讨厌的狗狗现在我有多么的喜欢它，不知道以后没有它的生活我习不习惯呢！把狗狗杀掉的那会儿我决定以后都不吃狗肉了！现在我家也有狗，我想我是不可能在喜欢了，即使是我喜欢的白白的毛里有胖胖的肉的狗了，因为已经受伤一次的心已经承受不起在一次的伤害了 现在我能做的只是希望它如果在投胎，能够做一只漂亮的宠物狗了，能够讨主人的欢心，能够带给身边的人欢笑！！！现在的我也只能思念丑丑的它了，想起它时也许我会微微笑的农历二〇〇三年八月十一晚间，俄罗斯西部城市别尔哥罗德（Belgorod）的街头上，1只忠心耿耿的狗儿为了解救主人和路人，奋不顾身扑上1枚即将爆炸的手榴弹，被炸得血肉模糊，牺牲了生命，而它的主人以及周围的路人，由於它以自己身体阻挡了手榴弹爆炸的威力，仅仅表皮擦伤而已。 当天晚上，一个名叫谢尔盖?库利科夫的18岁青年，喝得烂醉在街道上横冲直撞，行人纷纷避而远之，一位老人实在看不下去，走上前指责他，库利科夫一怒之下冲著老人破口大骂，还挥起拳头狂揍老人，并掏出1颗手榴弹抛向人群，瞬间人们瞪大眼睛呆住了，一场惨剧即将上演。 此时，人群不远处，1只正和主人一起散步的狗儿，突然意识到将会发生什麼事，猛然挣脱主人手中的绳子，钻进人群，一跃扑上正在冒烟的手榴弹，刹那间爆炸声响起，众人吓了半天才回过神来，看到这只仁勇的狗儿血肉模糊地躺在地上，而人们安然无恙，大家既惊愕又感动，默默无语。 轻的泪，是人的泪，而动物的泪，却是有重量的泪。 那是一种发自生命深处的泪，是一种比金属还要重的泪。 也许人的泪中还含有虚伪，也许人的泪里还有个人恩怨，而动物的泪里却只有真诚，也只有动物的泪，才更是震撼人们魂魄的泪。 我第一次看到动物的泪，那是我家一只老猫的泪，这只老猫已经在我家许多许多年了，也不知它生下了多少子女，也不知它已是多大的年纪。 只是知道它已经成了我们家庭的一个成员，我们全家人每天生活的一项重要内容，就是和她一起戏耍。 在它还是一只小猫的时候，我们引得它在地上滚来滚去，后来它渐渐地长大了，我们又把它抱在怀里好长好长时间地抚摸它那软软的绒毛。 也是我们和它亲热得太多了，它已经一天也离不开我们的抚爱，无论是谁，只要这一天没有摸它一下，就是到了晚上，它也要找到那个人，然后就无声地卧在他的身边，等着他的亲昵，直到那个人终于抚摸了它，哪怕只是一下，这时它也会心满意足地慢慢走开，就好象是它为此感到充实，也为此感到幸福。 只是，多少年过去，这只老猫已经的太老了，一副老态龙钟的样子，行动已经变得缓慢；尽管到这时我们全家人还是对它极为友善，但，也不知是一种什么感应，这只老猫渐渐地就和我们疏远了。 它每天只是在屋檐下卧着，无论我们如何在下面引逗它，它也不肯下来，有时它也懒懒地向我们看上一眼，但随后就毫无表情地又闭上了眼睛。 母亲说，这只猫的寿限就要到了，也是人类的无情，我们一家最担心的，却是怕它死在一个不为人知的角落。 我们怕它会给我们带来麻烦。 就这样每天每天地观察，我们只是看到这只老猫确实是一天一天地更加无精打采了，但它还是就在屋檐下，窗沿上静静地卧着，似在睡，又似在等着那即将到来的最后日子。 也是无意间的发现，那是我到院里去做什么事情的时候，我只是看见这只老猫在窗沿上卧得太久了，就过去想看看它是睡着，还是和平时一样地在晒太阳。 但在我靠近它走过去的时候，我却突然发现，就在这只老猫的眼角处，凝着一滴泪珠。 看来这滴泪已经在它的眼角驻留得太久了，那一滴了泪已经被阳光晒成活像是一颗琥珀，一动不动，就凝在眼角边，还在阳光下闪出点点光斑。 “猫哭了。 ”不由己地，我向房里的母亲喊了一声，立刻，母亲就走了出来，她似是要给这只老猫一点最后的安慰。 谁料这只老猫一看到母亲向它走了过来，立刻强挣扎着站了起来，用出最后一点力气，一步一步地向屋顶爬了上去。 这时，母亲还尽力想把它引下来，也许是想给它一点最后的食物，但这只老猫头也不回地，就一步一步地向远处走去了，走得那样的沉重。 直到这时，我才发现，是我们太冷酷了，它在我们家活了一生，我们还是怕它就在我们家里终结生命，我们总是盼着它自己在生命的最后时刻，能够自己走开，无论是走到哪里，也比留在我们家里强。 最先我们还以为是它不肯走，怕它要向我们索要最后的温暖，但是我们把它估计错了，它只是在等我们最后的送别；而在它发现我们已经知道它要离开我们的时候，她只是留下了一滴泪，然后就悄无声息地走了，走到不知什么地方去了。 很久很久，我总是不能忘记那滴眼泪，那是一种留恋生命，又感知到大限到来的泪水。 动物有它们自己的情感，它们只给人们留下自己的情爱，然后就含着一滴永远的泪珠向人们告别，而又把最后的痛苦由自己远远的带走。 动物的泪是圣洁的泪，它们不向人类索求回报的狗昨天被车撞了,脑海里总回想起它被撞的那一幕.我走不出阴影.好伤心,养了它快一年,寂寞的时候是朋友.上班的时候帮我看门.出差了还帮我陪着了一半.....太多太多的好了.它已经是我家庭里的一员.可是昨天它离开了我.不知道为什么我当时蒙了.居然连尸都没敢给它收.我从来不怕街上撞死的猫狗,压死的老鼠那种血肉模糊.可是我就是不忍心看它那个惨状.多看一眼都受不了.事发的时候什么都不知道了,就傻傻的在路上来回走.不敢看,也不舍得离开.半个小时后我才相信它死了,才知道悲痛.可是眼泪也没有用,怎么样它都不会回来了.长这么大,除了欠爸妈的.我谁都不欠,谁都对得起,可是今天我感觉我欠它的.我对不起它...我好难过,今天是平安夜..它为什么就不能平安呢?就不能活到平安夜呢?我想它开开心心的过完它一生,哪怕以后生老病死.起码也是寿终正寝.那怕是跟我失散了,也好过现在.起码还活着.家里好多它的东西,吃饭的碗睡觉的窝.玩具,被它咬坏的鞋子.舍不得丢.....舍不得,舍不得,舍不得.....我欠它的债,每次都带着狗绳,昨天没带.每次都只带到公园,昨天却走到了公路附近.我对不起它......朋友劝我说只不过是畜生,鸡鸭还不是自己养自己杀.何况你也没亏待它.可是我觉得它不同.它有灵性,它懂我的心情.我现在的心情它会懂吗?我只想对它说对不起,来生如果它还做狗.我会像今生这样对它好.我还做它的主人它愿意吗? 我只是想上来诉说.它走了.留给我的是遗憾和思念.我会像朋友们所说的，永远为它在心里留个位置.痛过之后,我去寻找过它,可是老天没给我机会.没能找到.问了清洁阿姨,她们说,这一块清洁都她们做.而且当天扫的东西都送去附近一个压缩站烧掉了.还好能给我一丝安慰,那个压缩站刚好就在它生前最喜欢的公园旁边.圣诞节的晚上,我买了它最爱吃的零食,也做了它最喜欢吃的菜连同它所有用的,玩的送去公园埋掉了.真的很不舍.不过我我相信它就在附近......想它早日投胎,我抄了往生咒烧给了它.希望它来生能做人.能够自己保护自己.也许真的跟它只有八个月的缘分吧.如果还有缘,如果来生它还做狗.我相信一定还会再碰到它,然后又抱回家里..........

天枰座女生喜欢一个人的表现

我也是天枰座的女生，我个人比较喜欢干净，大方的男孩，不能小气，但也不要不懂装懂，不会装会，喜欢的男生类型应该是阳光、活泼、向上的那种，遇事要积极对待，不能消极，而且天秤座的女生一般会比较现实，但是又比较喜欢听甜言蜜语，哈哈，加油吧。

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<没有宋词的年代>　青藤静静攀在漆迹斑斑的旧墙边，空气里漂浮着不知名的清香，一个罗衫淡淡的女子，提一盏小小的荷花灯，寻着词人的韵脚婉约地走来．　那是多雨的季节，多忧愁的《雨霖铃》，是被花落和笙萧包围的《满庭芳》；是精致不可临摹的《钗头风》，是靡丽凄婉，让我伤感的——宋王朝。整个下午，我素手为桨，宣纸为舟，泛波于千年前宋词的烟波浩渺中。 曾经，想过羽扇纶巾间穿行的女子，在西子湖畔独品晓风残月，绿柳如烟中墨笔添香，做那宋朝华美锦缎上韵短而味长的一笔。曾经，想学闲雅清丽的同叔，凄婉优柔的易安，随手从词里斟杯清酒，便能盛满离人的眼泪；书页间点曲轻歌，便能唱尽万古的痴情。　只是，这是一个没有宋词的年代。人类文明的进步，数字时代的到来，那个精致玲珑的朝代，早已浓缩成淡淡的身影，在墨香古卷的文字中沉淀下去。在那本该丝弦弄音，霓裳轻舞的七夕之夜，没有谁肯对着秋月伤情悲怀。素笺成灰，相思成灾，赤裸裸的爱恨恩仇随意抛出，还有哪家女子“和羞走，却把青梅嗅”？　这是一个欲望充斥灵魂的年代，充足的物质让我们安逸，流行的泛滥，语言的苍白晦暗，让豪放、婉约成为已逝的背景。黯然回首间，钢筋水泥的丛林，市井巷陌的攘攘冠盖，使暗香疏影早已成为沧海桑田，还有谁肯闲情雅致地栏杆拍便，欲说还休？　于是我喂叹，不能像清新婉丽的晏几道，可以惆怅忆着心宇落衣的小萍，寻着旧日的谢桥；不能如柔弱无力的秦少游，徘徊在清烟小楼里数绯红万点纤云弄巧，看自在飞花与无边丝雨‘更不可能似娇花照水弱柳扶风的李清照，守着满地黄花，为绿肥红瘦的雨后海棠叹惋楚江里，一篙独去。　每当月照轩窗，我惟有在秦悲柳切，伤花惜春的缠绵悱恻里，化身成崖草边的一朵红菡芍，让长长的雨，把整颗心沁得透湿。我惟有怀想、感伤那个风雨飘摇的宋王朝，那个造就文学奇葩的时代。　感谢，感谢这段距离——沉淀了千年的孤独，让我足以远远地、静静地拈花微笑。