一、为什么需要分布式锁？

Java 的 synchronized 和 ReentrantLock 属于 JVM 本地锁，只能保证单个 JVM 内的线程安全。

在 Spring Boot 集群部署时，每个 JVM 都有独立的锁对象，无法协调不同服务实例的并发操作。

因此，需要使用分布式锁实现跨 JVM 的互斥。

常见实现方式：MySQL、Redis、ZooKeeper。

二、分布式锁的核心特性

多进程可见和互斥性是基础，其次考虑安全性、高可用和高性能。

另外，可重入性表示同一线程能够重复获取自己持有的锁，属于常见特性，但并非所有分布式锁都必须支持。

三、分布式锁的三种实现方式

1. MySQL

利用数据库事务和行锁实现互斥。

SELECT * FROM goods WHERE id = 1 FOR UPDATE;

其他事务尝试获取同一条记录的排他锁时，需要等待。

事务提交、回滚或连接异常终止并完成回滚后，相关锁会释放。

注意：普通 UPDATE 虽然会进行加锁，但不等于自动实现了完整的业务分布式锁。

2. Redis

通过 SET NX PX 实现互斥锁。

SET lock:order:1001 uuid123 NX PX 30000

• NX：锁不存在时才能创建。

• PX：设置过期时间，避免永久占用。

• uuid123：锁的唯一标识，用于判断锁的归属。

Redis 分布式锁需要解决两个问题：

① 锁提前过期

业务尚未执行完毕，锁已经过期，其他线程就可能获得同一把锁。

解决方案：使用 Redisson 的 Watchdog（看门狗）机制自动续期。

注意：Redisson 只有在不指定固定 leaseTime 的相应加锁方式下，才使用看门狗自动续期。

② 误删其他线程的锁

线程 A 的锁过期后，线程 B 获取了同一把锁。如果线程 A 直接执行 DEL，就可能误删线程 B 的锁。

解决方案：使用唯一标识配合 Lua 脚本，原子地判断锁归属并释放。

if redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call('DEL', KEYS[1])
end
return 0

此外，Redis 主从异步复制与故障切换也可能导致锁状态丢失，不能认为设置 TTL 就能保证所有情况下的互斥安全。

3. ZooKeeper

通过临时顺序节点实现分布式锁。

例如：

线程 A → lock-0001
线程 B → lock-0002
线程 C → lock-0003

1. 序号最小的节点获得锁。

2. 其他线程监听自己的前一个节点。

3. 前一个节点删除后，后继线程继续竞争锁。

4. 客户端会话过期时，对应临时节点自动删除。

ZooKeeper 适合分布式协调场景，但节点操作和协调成本通常高于 Redis 的简单锁操作。

四、一人一单如何实现？

秒杀场景下，同一用户可能同时发送多个请求。

如果多个线程都查询到用户尚未下单，就可能重复创建订单。

解决方案：按照用户 ID + 商品 ID 加锁，保证同一用户购买同一商品时的操作互斥。

1. 锁必须覆盖事务提交

错误做法：在事务方法内部获取和释放锁。

因为方法内部释放锁后，Spring 事务代理可能还没有提交事务，其他线程就可能查询不到刚创建的订单。

推荐流程：

获取用户分布式锁
       ↓
调用 Spring 事务方法
       ↓
检查是否重复下单
       ↓
扣减库存、创建订单
       ↓
数据库事务提交
       ↓
释放分布式锁

2. 事务方法必须通过 Spring 代理调用

Spring 的 @Transactional 通常通过 AOP 代理实现。

// 不推荐：同类内部调用可能绕过事务代理
this.createOrder();

推荐将锁逻辑和事务逻辑分别放在两个 Spring Service 中，由加锁服务调用注入的事务服务。

这样既能使 @Transactional 生效，也更容易保证锁覆盖整个事务提交过程。

3. 数据库唯一索引兜底

即使使用分布式锁，也建议建立联合唯一索引：

ALTER TABLE voucher_order
ADD UNIQUE KEY uk_user_voucher (user_id, voucher_id);

防止同一个用户对同一商品重复下单。

同时，库存扣减应使用原子条件更新，并和订单插入放在同一数据库事务中。

五、实际开发建议

Java 8 + Spring Boot 项目中，推荐直接使用 Redisson，而不是自行实现分布式锁。

主要原因：

• 支持可重入锁。

• 支持看门狗自动续期。

• 提供锁超时与等待机制。

• 简化加锁、解锁及并发控制代码。

但 Redisson 也不能保证所有故障情况下都不会发生锁失效，关键业务仍需要数据库约束、事务和幂等机制兜底。

六、总结

1. 本地锁：只能保护单个 JVM，多实例部署无法直接共享。

2. MySQL 分布式锁：利用事务与行锁实现互斥。

3. Redis 分布式锁：利用 SET NX PX 实现互斥，通过唯一标识避免误删，Redisson 可自动续期。

4. ZooKeeper 分布式锁：利用临时顺序节点和监听机制。

5. 一人一单：用户维度加锁，锁覆盖事务提交，通过数据库唯一索引兜底。

核心原则：分布式锁负责跨实例互斥，数据库事务负责数据一致性，唯一约束负责防止重复数据。