一、關於分布式鎖

關於分布式鎖，可能絕大部分人都會或多或少涉及到。
我舉二個例子：
場景一：從前端界面發起一筆支付請求，如果前端沒有做防重處理，那麽可能在某一個時刻會有二筆一樣的單子同時到達系統後臺。

場景二：在App中下訂單的時候，點擊確認之後，沒反應，就又點擊了幾次。在這種情況下，如果無法保證該接口的冪等性，那麽將會出現重復下單問題。
在接收消息的時候，消息推送重復。如果處理消息的接口無法保證冪等，那麽重復消費消息產生的影響可能會非常大。

類似這種場景，我們有很多種方法，可以使用冪等操作，也可以使用鎖的操作。
我們先來解釋一下什麽是冪等操作：
所謂冪等，簡單地說，就是對接口的多次調用所產生的結果和調用一次是一致的。擴展一下，這裏的接口，可以理解為對外發布的HTTP接口或者Thrift接口，也可以是接收消息的內部接口，甚至是一個內部方法或操作。

在分布式環境中，網絡環境更加復雜，
因前端操作抖動、網絡故障、消息重復、響應速度慢等原因，對接口的重復調用概率會比集中式環境下更大，尤其是重復消息在分布式環境中很難避免。Tyler Treat也在《You Cannot Have Exactly-Once Delivery》一文中提到：

Within the context of a distributed system, you cannot have exactly-once message delivery.

分布式環境中，有些接口是天然保證冪等性的，如查詢操作。有些對數據的修改是一個常量，並且無其他記錄和操作，那也可以說是具有冪等性的。其他情況下，所有涉及對數據的修改、狀態的變更就都有必要防止重復性操作的發生。通過間接的實現接口的冪等性來防止重復操作所帶來的影響，成為了一種有效的解決方案。

於是我們根據以上內容就可以講一下使用分布式鎖的方法有哪些。

1、使用數據庫樂觀鎖，包括主鍵防重，版本號控制。但是這兩種方法各有利弊。

• 使用主鍵沖突的策略進行防重，在並發量非常高的情況下對數據庫性能會有影響，尤其是應用數據表和主鍵沖突表在一個庫的時候，表現更加明顯。其實針對是否會對數據庫性能產生影響這個話題，我也和一些專業的DBA同學討論過，普遍認可的是在MySQL數據庫中采用主鍵沖突防重，在大並發情況下有可能會造成鎖表現象，比較好的辦法是在程序中生產主鍵進行防重。

• 使用版本號策略
  這個策略源於mysql的mvcc機制，使用這個策略其實本身沒有什麽問題，唯一的問題就是對數據表侵入較大，我們要為每個表設計一個版本號字段，然後寫一條判斷sql每次進行判斷。

2、Zookeeper防重策略
利用ZK確實是一個不錯的方案，流程如下：

以前的版本中普遍傳言說它的性能不好，但是後續的版本性能得到了較大提高，經過系統壓測還是能夠支撐較大並發量的，經過壓測三臺Zookeeper能搞住20000tps。
用zookeeper的優點大概有：高可用、公平鎖、心跳保持鎖。

3、Redis防重策略
關於主從Redis方案最簡單的實現流程如下：

表面來看，這個方案似乎很管用，但是這裏存在一個問題：在我們的系統架構裏存在一個單點故障，如果Redis的master節點宕機了怎麽辦呢？有人可能會說：加一個slave節點！在master宕機時用slave就行了！但是其實這個方案明顯是不可行的，因為這種方案無法保證第1個安全互斥屬性，因為Redis的復制是異步的。 總的來說，這個方案裏有一個明顯的競爭條件（race condition），舉例來說：

• 客戶端A在master節點拿到了鎖。
• master節點在把A創建的key寫入slave之前宕機了。
• slave變成了master節點
• B也得到了和A還持有的相同的鎖（因為原來的slave裏還沒有A持有鎖的信息）

於是我就在想，我該如何做才能讓Redis在分布式鎖這一塊能夠達到高可用呢？
於是基於Tedis的思想（http://www.oschina.net/p/tedis） 我自己寫了一套針對分布式鎖的雙寫Redis框架。

二、雙寫Redis的架構圖

說明：
組件名叫YeeRedisGroup，基本服務主要有四個，當數據到來的時候，會分別插入二個Redis服務，這二個Redis服務采用的是異地雙活的方案，當其中一個Redis服務掛了以後，會將這個Redis服務從可用隊列中摘除，放入重試隊列中，另一個Redis則會繼續使用。同樣讀取Redis的時候只會從可用隊列中讀取第一個Redis服務繼續讀取。

三、雙寫Redis的類圖結構

說明：這個圖其實沒什麽可說的，大家自己看就可以了。

四、雙寫Redis的時序圖

說明：這個圖主要就是說明了整體系統交互流程是怎樣的。

五、故障容錯流程圖

六、故障重試流程圖

七、主動通知與主動查詢流程圖

八、Redis可用隊列與重試隊列結構圖

Redis實現分布式鎖原理與實現分析