分布式锁 redis与zookeeper
redis实现分布式锁
原理
基于redis命令setnx key value来实现分布式锁的功能，只有当key不存在时，setnx才可以设置成功并返回1，否则设置失败返回0。
方案1：
方案1存在的问题
假如在加锁成功，释放锁之前，服务器宕机了，这个锁就无法释放了，其他线程就永远无法获取到锁了。
改进之后
方案2
方案2存在的问题
获取锁和设置过期时间是2个命令，两次网络IO和redis交互，不具备原子性，可能出现获取锁成功之后 设置过期时间之前服务器宕机，导致其他线程永远都获取不到锁的现象。
方案3
1、将获取锁和设置过期时间放在lua脚本里面执行，lua脚本可以保证多个命令原子性的执行。
2、redis提供了其他命令在setnx的同时设置过期时间，分别如下所示：
- set key value PX 多少毫秒 NX
- set key value EX 多少秒 NX
方案3存在的问题
锁过期释放了，但是业务仍没有执行完，等到执行完业务并释放锁的时候，释放的其实是其他线程获取到的锁。
- 线程A获取到了锁，并设置过期时间10s。
- 当过了10秒后，线程A仍然没有执行完，但是此时线程A获取到的锁已经达到了过期时间，导致锁被释放了。
- 此时线程B获取到了锁，并执行业务方法
- 线程A业务方法执行完，并执行释放锁逻辑（此时释放的是线程B获取到的锁）
- 由于锁被释放，线程C也获取到了锁，并执行业务，此时线程B、线程C都获取到了同一个锁，并执行相应的业务。
方案4
方案4存在的问题
方案4中 判断key1的value1是否等于设置的值uuid，如果是则删除，否则不执行删除逻辑，由于是2个命令，不具备原子性导致可能出现以下场景
- 线程A成功获取锁key1，设置key1的value为uuid1，并设置过期时间10秒。
- 线程A执行完业务逻辑，准备删除锁
- 线程A获取到key1的value uuid1。
- 此时线程A的锁key1刚好到了过期时间
- cpu时间片切换，线程A停止执行，线程B开始执行
- 线程B尝试获取分布式锁key1（由于上面线程A设置的锁已经到了过期时间，所以此处可以获取成功）
- cpu时间片切换，线程A继续执行，由于锁的value == uuid1,所以开始删除锁（此时删除的是线程B设置的分布式锁）。导致出现了删除其他线程设置的分布式锁。
方案五
方案5存在的问题
当前仍存在锁时间达到了过期时间，但是线程没执行完的问题。
如何解决呢？
watch dog机制（Redisson底层就是基于watch dog机制来实现分布式锁的自动续期，当未设置过期时间时，会默认设置30秒，并起一个看门狗线程，每十秒去检测一次，如果当前线程仍然在执行，就自动续期，当然，如果手动设置了过期时间，就不会自动续期了）。
方案五存在的问题
redis集群的场景下，redis-master节点设置成功了，但是redis-slave节点未设置成功，如下所示：
- 当前redis集群有三个节点，分别是redis-master、redis-slave-a、redis-slave-b
- 线程A尝试获取分布式锁，此时在redis-master上设置key1成功。
- redis集群采用异步主从复制，但是redis-master上设置的key内容还没有同步到slave时，redis-master节点就宕机了。
- 此时集群重新选举，因此redis-slave-a变成了mater节点
- 此时有线程B尝试获取分布式锁key1，由于新的master节点上没有设置key1，因此线程B设置锁成功。
- 当前线程A和线程B就都持有了分布式锁并执行业务逻辑。
方案6
如何解决方案五仍然存在的问题呢？
使用redlock（红锁）算法，这是一个专门用于解决这种问题的分布式锁协议。
redlock：不能只在一个redis实例上加锁，应该是在多个redis实例上创建锁，当创建成功数量达到(n/2 + 1)时，才能认为加锁成功
以上方式实现复杂、性能差、运维繁琐。
我们的redis是AP高可用思想、如果要实现强一致性，应该使用CP思想的zookeeper来实现，解决主从一致性问题。
C：Consistency;一致性
A：Availabilit;可用性
P：Partition Tolerance；分区容错性