道生一，一生二，二生三，三生萬物

我旁邊的一位老哥跟我說，你知道分布式是是用來干什么的嘛？一句話給我干懵了，我能隱含知道，大概是用來做分壓處理的，并增加系統(tǒng)穩(wěn)定性的。但是具體如何，我卻道不出個1，2，3?，F(xiàn)在就將這些做一個詳細的總結(jié)。至少以后碰到面試官可以說上個123。

那么就正式進入正題：

分布式概念

分布式是一種，將一個大問題拆分成多個小問題，并分別由多個節(jié)點協(xié)同完成的計算機解決方案。

既然是解決問題，那么是解決什么呢？

分布式的目的：是為了解決單個機器無法滿足性能要求的問題

至于為什么單個機器無法滿足，其實回頭細想，現(xiàn)代的計算數(shù)據(jù)都是突出一個字，大，這個大字就意味著處理數(shù)據(jù)的運算速度也得大，但是因為現(xiàn)代材料局限，一個主機的運算的能力有限，然而數(shù)據(jù)是成指數(shù)倍的增長，為了解決這個問題就是增加主機的數(shù)量，但是這就出現(xiàn)了另一個問題：->：如何將這些主機有機結(jié)合起來？分布式就是解決這個問題的。其實很多公司其實都不需要分布式，但是，時代進步的。不管現(xiàn)在是不是要用，但是未來的事情誰又說的清？

這個是網(wǎng)圖，但是我認為這個是可以將現(xiàn)在大部分的分布式知識做一個較為全面的總結(jié)的

分布式這種框架的誕生，伴隨著許多的問題，包括硬件，也包括軟件，比如：

1. 數(shù)據(jù)一致性
2. 數(shù)據(jù)亂序
3. 數(shù)據(jù)丟失
4. 分庫分表的擴容
5. …

問題可以說是非常多。

但是大部分是可以用技術手段去避免很多的問題。而分布式加鎖就是一個較為有效的手段。不過就是犧牲了一部分的時效性，但是對于人類來說，這點時間的損耗，就是一個眨眼的功夫。希望日后會出現(xiàn)更多手段，去解決這方面的問題。

接下來就是對于分布式鎖介紹

分布式鎖

分布式鎖的應用場景，這些既是應用場景也是問題所在：

1. 處理緩存擊穿
2. 處理緩存雪崩
3. 重試處理
4. 冪等性
5. 數(shù)據(jù)不一致的問題
6. …

基本上很多分布式應用上的問題基本可以用分布式鎖處理

那么什么算是一個合格的分布式鎖呢？眾多巨人的文章中無不透露以下這幾點：

1. 互斥性：這個是鎖的基本功能，即：同一時刻只允許一個客戶端持有鎖
2. 避免死鎖：獲取到鎖的客戶端出現(xiàn)問題了，沒有辦法解鎖，所以要避免死鎖。讓系統(tǒng)繼續(xù)運行下去（有些也叫安全性）
3. 容錯：既然是服務器，那么提供鎖的系統(tǒng)也是有可能崩潰的，所以要保證這一點。

這些屬性，將會貫穿這篇文章。

分布式鎖實現(xiàn)的方案

這些我會舉出大體的實現(xiàn)思路，并不會全部去實現(xiàn)。

🌝每種實現(xiàn)類型中都有不同實現(xiàn)方式 ，比如mysql有悲觀鎖和樂觀鎖,讀寫鎖這些方式的實現(xiàn)方式

常見的實現(xiàn)方案有：

1. 數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)（我這里用的是mysql）
2. redis實現(xiàn)
3. zookeeper實現(xiàn)
4. Redlock 算法實現(xiàn)

這里都會說到，但是對于實現(xiàn)來說，我目前就是只說MySQL的實現(xiàn)，redis的實現(xiàn)

語言對于程序員來說只是說某種工具而言，真正重要的是邏輯（算法）和數(shù)據(jù)結(jié)構，這個才是一個程序員安生立命的本錢。

所以這篇文章我會用go語言實現(xiàn)，其他語言的版本這里就不多說了。但是我會將常見的語言包說出，方便友友們能夠快速查到相關的資料。

數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)（Mysql）

這里我用MySQL去實現(xiàn)：

技術：golang，gorm，數(shù)據(jù)結(jié)構

方式1：樂觀鎖

實現(xiàn)方式：通過對數(shù)據(jù)表添加一個字段 Version實現(xiàn)（數(shù)據(jù)版本（Version）記錄機制實現(xiàn)）

主要邏輯：為數(shù)據(jù)庫表增加一個數(shù)字類型的 version 字段來實現(xiàn)。當讀取數(shù)據(jù)時，將version字段的值一同讀出，數(shù)據(jù)每更新一次，對此version值加一

如果對于跟新操作，需要先判斷當前version與數(shù)據(jù)庫中的version版本號是否對應，對應的上就允許跟新，諾是不相同，就會導致沖突，此時就更新失敗。

是不是很簡單？是的確實很簡單。畫個圖解釋一下

那么悲觀鎖如何實現(xiàn)我相信大家肯定也就明白了。但是這里我就淺淺提一點：

在sql語句后添加for update

邏輯實現(xiàn)：

1. 通過添加線程做輪詢等待，然后搶鎖
2. 添加過期時間
3. 更新版本號

接下來重點是讀寫鎖的實現(xiàn)

方式2：讀寫鎖的實現(xiàn)

而這兩種鎖的實現(xiàn)，需要滿足一下幾個特點：

1. 執(zhí)行操作的環(huán)境是分布式的（當然單機不是不能用）
2. 讀操作，不做限制，里面資源是共享的?？梢灾С侄鄠€線程或者協(xié)程對資源的讀取的操作。
3. 寫操作，是互斥的，也就是說明一個時刻只允許一個協(xié)程或者進程對資源進行訪問。
4. 讀操作，寫操作兩者是互斥的。不能同時存在

ps：相當于對于讀寫這兩個操作來說，都有自己的申請鎖和解鎖的方法，讀模式共享，寫模式互斥

讀寫鎖的有點在于：

1. 分布式讀寫鎖是比分布式鎖粒度更小的鎖
2. 對于業(yè)務場景更加靈活

所以綜上的出：讀寫鎖的狀態(tài)有：讀加鎖狀態(tài)、寫加鎖狀態(tài)、無鎖狀態(tài)

當前鎖狀態(tài)	讀鎖請求	寫鎖請求
無鎖狀態(tài)	可以	可以
讀鎖狀態(tài)	可以	不可以
寫鎖狀態(tài)	不可以	不可以

第一步：鏈接數(shù)據(jù)庫

每個程序員的鏈接手法各不相同，所以這里就不獻丑了。只要連上數(shù)據(jù)庫就好。然后將客戶端暴露出來。

第二部：建立數(shù)據(jù)庫表

要包含一下這幾個字段。

var (statusUnLock    = "Unlock"statusReadLock  = "ReadLock"statusWirteLock = "WirteLock"
)type RWLock struct {
//表示某條數(shù)據(jù)加鎖的狀態(tài)，只能是讀鎖、寫鎖、無鎖狀態(tài)中的一種,默認狀態(tài)為無鎖狀態(tài)LockStatus    string `gorm:"default:'Unlock'"` //ReadLockCount 字段則記錄當前并發(fā)訪問的 goroutine(可以理解成線程) 數(shù)量ReadLockCount uint32 `gorm:"default:0"`       LockReason    string //記錄當前加鎖的原因
}// Stock 存儲鎖
type Stock struct {gorm.ModelRWLockCount int64
}func (Stock) TableName() string {return "stock"
}

這三個是狀態(tài)值，分別代表：無鎖，讀鎖，寫鎖

statusUnLock = “Unlock”
statusReadLock = “ReadLock”
statusWirteLock = “WirteLock”

gorm.Model中包含了：一下字段：

//主鍵idID        uint `gorm:"primarykey"`//創(chuàng)建時間CreatedAt time.Time//更新時間UpdatedAt time.Time//刪除時間，軟刪除DeletedAt DeletedAt `gorm:"index"`

這里我們通過的方式是，建立一個鎖表來管理整個鎖。相應的字段的功能我這里就不做贅述，在代碼中已經(jīng)有了。

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第三步：讀方法（讀操作）

讀加鎖操作

// ReadLock 讀鎖
func (s Stock) ReadLock(ctx context.Context, db *gormX.DataBD, lockReason string) error {fields := map[string]interface{}{"lock_status":     statusReadLock,"read_lock_count": gorm.Expr("read_lock_count + ?", 1),"lock_reason":     lockReason,}//將所屬的id鎖的寫狀態(tài)改為讀狀態(tài)result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? AND lock_status=?", s.ID, statusWirteLock).Updates(fields)if result.Error != nil {return result.Error}if result.RowsAffected == 0 {return errors.New("重入鎖失敗，受影響的行數(shù)為 0")}return nil
}

我將對這里的代碼做一個解釋：

context.Context：上下文，用來管理請求
db *gormX.DataBD: 用來處理mysql連接的
lockReason：對每個鎖進行備注

這里的讀鎖就是做一個統(tǒng)計，統(tǒng)計有多少個線程，是讀鎖狀態(tài)

result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? AND lock_status=?", s.ID, statusWirteLock).Updates(fields):
這個整個sql的翻譯，{參數(shù)}

update stock 
setlock_status={statusReadLock},read_lock_count =read_lock_count +1 ,//這個不是參數(shù)lock_reason={lockReason} where id={s.ID} and statusWirteLoc={statusWirteLock}

這里為什么是update呢？因為在這里gorm中，update沒有的數(shù)據(jù)的話，會變成insert插入數(shù)據(jù)。其他語言在做的時候一定要注意。

讀解鎖操作

// UnReadLock 讀解鎖
func (s Stock) UnReadLock(ctx context.Context, db *gormX.DataBD, UnLockReason string) error {fields := map[string]interface{}{"read_lock_count": gorm.Expr("if(read_lock_count>0),read_lock_count-1,0"),"lock_status":     gorm.Expr("if(lock_status < 1),?,?", statusUnLock, statusReadLock),"lock_reason":     UnLockReason,}result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? and lock_status=?", s.ID, statusReadLock).UpdateColumns(fields)if result.Error != nil {return result.Error}if result.RowsAffected == 0 {return errors.New("解讀鎖失敗，受影響的行數(shù)為 0")}return nil
}

這里將讀操作做完的業(yè)務進行釋放后，在表中做統(tǒng)計減少的操作。
我將對這里的代碼做一個解釋：
result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? and lock_status=?", s.ID, statusReadLock).UpdateColumns(fields)

update stock 
setlock_status=(if(read_lock_count>0),read_lock_count-1,0),read_lock_count =(if(lock_status < 1),{statusUnLock},{statusReadLock}),lock_reason={lockReason} where id={s.ID} and statusWirteLoc={statusReadLock}

第四步：寫方法（寫操作）

寫加鎖

// WriteLock 寫鎖
func (s Stock) WriteLock(ctx context.Context, db *gormX.DataBD, lockReason string) error {fields := map[string]interface{}{"read_lock_count": 0,"lock_status":     statusWirteLock,"lock_reason":     lockReason,}result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? and lock_status=?", s.ID, statusUnLock).Updates(fields)if result.Error != nil {return result.Error}if result.RowsAffected == 0 {return errors.New("寫入鎖失敗，受影響的行數(shù)為 0")}return nil
}

這里不對線程進行統(tǒng)計，因為這是互斥的。并將鎖寫入狀態(tài)
我將對這里的代碼做一個解釋：
result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? and lock_status=?", s.ID, statusUnLock).Updates(fields)

update stock 
setlock_status={statusWirteLock},read_lock_count =0 ,//這個不是參數(shù)lock_reason={lockReason} where id={s.ID} and statusWirteLoc={statusWirteLock}

這里為什么是update呢？因為在這里gorm中，update沒有的數(shù)據(jù)的話，會變成insert插入數(shù)據(jù)。其他語言在做的時候一定要注意。

寫解鎖

// UnWriteLock 寫解鎖
func (s Stock) UnWriteLock(ctx context.Context, db gormX.DataBD, UnLockReason string) error {fields := map[string]interface{}{"read_lock_count": 0,"lock_status":     statusUnLock,"lock_reason":     UnLockReason,}result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? and lock_status=?", s.ID, statusWirteLock).Updates(fields)if result.Error != nil {return result.Error}if result.RowsAffected == 0 {return errors.New("解寫鎖失敗，受影響的行數(shù)為 0")}return nil
}

這里不對線程進行統(tǒng)計，因為這是互斥的。并修改其狀態(tài)
我將對這里的代碼做一個解釋：
result := db.DB(ctx).Model(&Stock{}).Where("id=? and lock_status=?", s.ID, statusWirteLock).Updates(fields)

update stock 
setlock_status={statusUnLock},read_lock_count =0 ,//這個不是參數(shù)lock_reason={lockReason} where id={s.ID} and statusWirteLoc={statusWirteLock}

redis實現(xiàn)

今天太晚了，先不寫，明天補上：連接

續(xù)：今天補上了：請看這篇文章