1 为什么要使用分布式锁的理解
分布式架构图：
例1：在电商业务采用分布式架构后，程序部署在3个tomcat容器中（1个tomcat容器代表一个服务器，3个tomcat可理解在北京上海深圳都有部署电商服务），成员变量A代表商品数量。在北京的Alice，上海的Bob，深圳的Tom，都分别发起了购买或取消iPhone12的用户请求，经过Nginx负载均衡将Alice的请求发给了北京服务器，Bob的请求发给了上海服务器，Tom的请求发给了深圳服务器，这时候每台服务器都会对iPhone12这个商品数量进行更改，Alice的请求是将商品数量加到200，Bob的请求是将商品数量减少100，Tom的请求是将商品数量加1，如果对于商品数量的修改没有任何限制，整体就会乱起来，可能Bob得先减少，Tom的在增加，数据就完全乱了，所以需要分布式锁解决方案。
2 分布式锁的实现方案
2.1 基于数据库的实现
在数据库中建一张锁表用来存储存储锁信息，将锁名设置为唯一，向数据库插入数据即表示获取锁，插入成功则获取锁成功，插入失败即加锁失败。将数据库中对应锁名的数据删除表示解锁操作。
这种简单的实现有以下几个问题：
（1）这把锁强依赖数据库的可用性，数据库是一个单点，一旦数据库挂掉，会导致业务系统不可用。
（2）这把锁没有失效时间，一旦解锁操作失败，就会导致锁记录一直在数据库中，其他线程无法再获得到锁。
（3）这把锁只能是非阻塞的，因为数据的insert操作，一旦插入失败就会直接报错。没有获得锁的线程并不会进入排队队列，要想再次获得锁就要再次触发获得锁操作。
（4）这把锁是非重入的，同一个线程在没有释放锁之前无法再次获得该锁，因为数据中数据已经存在了。
2.2 基于redis的实现
基于setnx、expire及del三个命令来实现
1. 通过setnx key命令，来进行加锁操作，如果库中不存在key返回1，则表示该方法未加锁，将key添加到redis，加锁成功；如果存在key，则返回0，表示加锁失败。
2. 为了防止死锁产生，需要expire给加的key设置过期时间，这样即使服务器未发送删除key的指令，key在一定时间后也不会在redis中存在。过程中需要保证加锁与设置过期时间的原子性，在set的时候就加上过期时间，避免出现刚加完锁服务器宕机而未设置过期时间，导致死锁。
3. 执行完加锁方法后，del掉redis中key，表示释放锁。
4. 因为给锁加了过期时间，线程1执行加锁方法时，超过过期时间线程1并未执行完，此时锁已释放；线程2在来到加锁方法并加锁，此时线程1执行完毕去释放锁，会将线程2加的锁释放掉。可以在设置key的时候也将value设置进去，value可以是线程id，在删除key的时候判断一下value是否为目标对象再进行操作。
5. 为了防止key过期时间结束了业务还没有执行完就释放锁，在加锁之后可以再开一线程，定时的去延长锁的过期时间。实现方案：如果锁的过期时间是30s，加锁成功后，可以新开一个线程，每隔10秒就去redis上查询一下锁是否还在，如果还在就将其过期时间重设置为30s。
3 spring中基于redis的分布式锁详情
3.1 快速使用
1. 导入相应依赖
<dependency>
<groupId>cn.keking</groupId>
<artifactId>spring-boot-klock-starter</artifactId>
<version>1.4-RELEASE</version>
</dependency>
2. 添加配置信息
spring:
klock:
address: 127.0.0.1:6379 #redis主机地址
password: 2021 #redis密码
database: 1 #redis数据索引
waitTime: 60 #获取锁最长阻塞时间（默认：60，单位：秒）
leaseTime: 60 #已获取锁后自动释放时间（默认：60，单位：秒）
# cluster-server:
# node-addresses: #redis集群配置 如 127.0.0.1:7000,127.0.0.1:7001,127.0.0.1:7002
3. 使用简单，直接在需要加锁的方法上添加注解
//患者关注医生
@Override
@Klock(keys = { "#hosDoctorId", "#hosUserId" })
public Boolean followOrCancelDoctor(Long hosDoctorId, Long hosUserId) {
HosUserFollow curHosUserFollow = hosUserFollowMapper.selectOne(new LambdaQueryWrapper<HosUserFollow>()
.eq(HosUserFollow::getHosDoctorId, hosDoctorId).eq(HosUserFollow::getHosUserId, hosUserId));
if (Objects.nonNull(curHosUserFollow)) {
return hosUserFollowMapper.deleteById(curHosUserFollow.getId()) > 0;
}
else {
return hosUserFollowMapper
.insert(new HosUserFollow().setHosUserId(hosUserId).setHosDoctorId(hosDoctorId)) > 0;
}
}
3.2 @Klock的参数说明
1. String name
锁的名称，redis中创建的key名称，默认key是加在redis的第16个库的。如果自己配了，对应的锁名就是lock.<name>-[key1]-[key2].....，如果没有配锁名就是lock.<全路径类名.方法名>-[key1]-[key2].....，其中key就是下列第五参数keys配置的。
例如这样的配置@Klock(name = "test")
在redis中就会创建一个key为lock.test-.....的value，value的类型是hash类型，其中有一个对象，每次加锁时，这个对象名都不一样（例如b9da7ea2-e9f2-46d7-a44c-ab0c65b6c93c:52），确保锁的唯一性，避免出现误删锁的情况。
2. LockType lockType
锁的类型，可以是公平锁、读锁、写锁和可重入锁，默认是可重入锁，可重入锁可以解决死锁问题。
3. Long waitTime
尝试加锁的最多等待时间，默认60s。超时就会去执行加锁超时策略，默认策略是什么都不做。默认策略下，只会报一个警告，如果一个线程等待加锁超时，会直接进入到加锁方法。
4. Long leaseTime
上锁以后自动解锁时间，默认60s。这个主要是为了防止死锁产生，如果一个业务加了锁之后，在未释放锁的时候宕机，再次启动时，该锁就会一直存在。
5. String[] keys
自定义业务key，定义这个可以根据定义的key来判断是否加锁，只有当key相同的时候才会加锁，key不同的直接放行。
例如：加锁方法只是在同一时间只允许一个请求对一个用户进行操作，此时可以将用户的id作为key，其他再来的请求如果用户的id相同则阻塞，不同则放行。
6. LockTimeoutStrategy lockTimeoutStrategy
加锁超时的处理策略。默认的策略是继续执行业务逻辑，只会报一个警告，相当于是加锁超时后就无视锁的存在了，直接去执行加了锁的方法。有如下三个策略：
public enum LockTimeoutStrategy implements LockTimeoutHandler {
/**
* 继续执行业务逻辑，不做任何处理
*/
NO_OPERATION() {
@Override
public void handle(LockInfo lockInfo, Lock lock, JoinPoint joinPoint) {
// do nothing
}
},
/**
* 快速失败
*/
FAIL_FAST() {
@Override
public void handle(LockInfo lockInfo, Lock lock, JoinPoint joinPoint) {
String errorMsg = String.format("Failed to acquire Lock(%s) with timeout(%ds)", lockInfo.getName(), lockInfo.getWaitTime());
throw new KlockTimeoutException(errorMsg);
}
},
/**
* 一直阻塞，直到获得锁，在太多的尝试后，仍会报错
*/
KEEP_ACQUIRE() {
private static final long DEFAULT_INTERVAL = 100L;
private static final long DEFAULT_MAX_INTERVAL = 3 * 60 * 1000L;
@Override
public void handle(LockInfo lockInfo, Lock lock, JoinPoint joinPoint) {
long interval = DEFAULT_INTERVAL;
while(!lock.acquire()) {
if(interval > DEFAULT_MAX_INTERVAL) {
String errorMsg = String.format("Failed to acquire Lock(%s) after too many times, this may because dead lock occurs.",
lockInfo.getName());
throw new KlockTimeoutException(errorMsg);
}
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(interval);
interval <<=