假設一個場景：
在分散式系統中，通常會遇到多個伺服器處理同一個業務的場景，我們需要利用某種機制避免併發問題。Java語言中，我們可以通過鎖的方式避免單個服務的多執行緒併發問題，而分散式系統中的併發問題用Java的鎖機制是很難解決的。
分散式鎖也有類似地“首先獲取鎖， 然後執行操作，最後釋放鎖”的動作，為了解決分散式系統的併發問題，我們可以使用redis實現一個跨機器的分散式鎖。

下面先看redis的SETNX命令：

命令：
    SETNX key value
解釋：
    將 key 的值設為 value ，當且僅當 key 不存在。
    若給定的 key 已經存在，則 SETNX 不做任何動作。
返回值：
    設定成功，返回 1 。
    設定失敗，返回 0 。

redis提供的SETNX命令天生具有基本的加鎖功能。把要鎖定資源的某個標識作為key，並設定全域性唯一的值作為redis的key的值，如果SETNX key value返回1那麼我們認為獲取鎖成功，否則認為獲取鎖失敗。
但是使用SETNX只能構建一個簡單的分散式鎖，無法解決如下問題：
1.獲取鎖的方法是否有超時時間？
2.某個服務成功獲取了某個分散式鎖，此時該服務崩潰，那麼該分散式鎖將因鎖持有者崩潰而無法釋放。
為了解決如上問題，我們將對redis的SETNX命令進行封裝，構建一個具有高階特性的分散式鎖。
獲取鎖方法的基本思路：為了對資料進行排他性訪問，程式首先需要獲取鎖，利用SETNX命令為key設value，如果key不存在則設值成功，此時認為獲取鎖成功並把value返回。我們可以認為key和value共同構成了一把鎖，在釋放鎖的實現中將利用key和value來保證釋放正確的鎖；如果獲取鎖失敗，程式將不斷重試直到設值成功或超過給定時間限制。為了防止鎖持有者奔潰而導致鎖無法釋放，在呼叫SETNX設定成功之後，我們將呼叫redis的另一個命令EXPIRE為鎖也就是key設定過期時間，使得redis可以自動刪除過期的鎖而不必擔心鎖持有者崩潰造成鎖無法釋放。為了避免在獲取鎖成功後、設定過期時間之前獲取鎖的方法出現異常從而導致的設定鎖的過期時間失敗，在獲取鎖失敗後，獲取鎖的方法還將檢查已設值的key是否設定了過期時間，如果沒有設定過期時間，程式將給該鎖設定過期時間以保證萬無一失。
以下是程式碼實現：

    /**
     * 獲取鎖。
     * 該獲取鎖方法有如下特性：
     * 1.如果獲取鎖成功，會設定鎖的生存時間；
     * 2.雖然大多數情況下redis的鎖都有生存時間，
     * 但是為了防止在上鎖後、設定鎖的生存週期
     * 之前獲取鎖的方法出現了異常而終止。我們加入如下判斷：
     * 如果獲取鎖失敗，會檢查已存在鎖是否設定有生存時間，
     * 如果沒有設定生存時間，那麼會給鎖設定生存時間。
     * 。
     *
     * @param conn        redis連線
     * @param lockName    鎖名稱
     * @param waitTimeOut 等待獲取鎖的超時時間（毫秒）
     * @param lockTimeOut 鎖的生存時間（秒）
     * @return 如果獲取鎖成功則返回鎖鍵對應值，否則返回null
     */
    private String acquireLockWithTimeOut(Jedis conn, String lockName, long waitTimeOut, int lockTimeOut) {
        String lockKey = "lock:" + lockName;
        String lockId = UUID.randomUUID().toString();
        long end = System.currentTimeMillis() + waitTimeOut;
        int i = 0;
        while (System.currentTimeMillis() < end) {
            if (conn.setnx(lockKey, lockId) == 1) {
                conn.expire(lockKey, lockTimeOut);
                System.out.println("acquire lock '" + lockName + "',lockId=" + lockId + ",retry " + i);
                return lockId;
            }
            if (conn.ttl(lockKey) < 0) {
                conn.expire(lockKey, lockTimeOut);
            }
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
            i++;
        }
        return null;
    }
 

既然有獲取鎖的方法，那麼也會有釋放鎖的方法：在獲取鎖之後，獲取鎖的方法會返回鎖的value標識，在釋放鎖的時候，將根據鎖和鎖的value標識來釋放鎖，以免錯誤地釋放了其他持有者的鎖。此外，釋放鎖的方法也帶有超時功能，如果釋放失敗，程式將重試直到成功或超時。

以下是程式碼實現：

    /**
     * 解鎖。
     * 解鎖時將判斷鎖鍵對應值是否是給定的值，防止誤解鎖。
     *
     * @param conn         redis連線
     * @param lockName     鎖名稱
     * @param lockId       鎖鍵對應值
     * @param waiteTimeOut 解鎖動作的超時時間（毫秒）
     * @return true如果解鎖成功，否則返回false
     */
    private boolean releaseLock(Jedis conn, String lockName, String lockId, long waiteTimeOut) {
        String lockKey = "lock:" + lockName;
        long end = System.currentTimeMillis() + waiteTimeOut;
        int i = 0;
        while (System.currentTimeMillis() < end) {
            conn.watch(lockKey);
            if (lockId.equals(conn.get(lockKey))) {
                Transaction trans = conn.multi();
                trans.del(lockKey);
                List<Object> exec = trans.exec();
                if (exec != null) {
                    System.out.println("release lock '" + lockName + "',lockId=" + lockId + ",retry " + i);
                    return true;
                }
                i++;
                continue;
            }
            conn.unwatch();
            break;
        }
        return false;
    }
 

以下是測試方法：

    /**
     * 分散式鎖的測試方法
     *
     * @param threads 模擬獲取鎖的請求執行緒數
     */
    public void test(int threads) {
        final AtomicInteger acquireFailCount = new AtomicInteger();
        final AtomicInteger acquireCount = new AtomicInteger();

        final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(0);
        final CountDownLatch endLatch = new CountDownLatch(threads);
        final List<Long> countList = new ArrayList<Long>();
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(threads);
        for (int i = 0; i < threads; i++) {
            executorService.execute(new Runnable() {
                public void run() {
                    final Jedis conn = new Jedis("localhost");
                    conn.select(0);
                    try {
                        latch.await();
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    for (int i1 = 0; i1 < 5; i1++) {
                        long start = System.currentTimeMillis();
                        acquireCount.incrementAndGet();
                        String aLock = acquireLockWithTimeOut(conn, "aLock", 100, 1);
                        if (aLock != null) {
                            countList.add(System.currentTimeMillis() - start);
                            releaseLock(conn, "aLock", aLock, 100);
                        } else {
                            acquireFailCount.incrementAndGet();
                        }
                    }
                    endLatch.countDown();
                }
            });
        }
        latch.countDown();
        try {
            endLatch.await();
        } catch (InterruptedException ignore) {
        }
        executorService.shutdown();
        long count = 0;
        for (Long aLong : countList) {
            count += aLong;
        }
        System.out.println("併發量：" + threads + "，嘗試獲取鎖" + acquireCount + "次，其中成功" + (acquireCount.get() - acquireFailCount.get()) + "次，獲取鎖平均耗時" + (count / (double) countList.size()) + "毫秒。");
    }
 

在我的計算機（12G記憶體，I5處理器）對分散式鎖進行測試，模擬5個獲取鎖的執行緒，每個執行緒請求5次，結果如下：

併發量：5，嘗試獲取鎖25次，其中成功25次，獲取鎖平均耗時17.32毫秒。

可以看出，這個效能還是可以滿足日常需求的。