随着应用规模的扩大和微服务架构的普及，分布式系统中对并发控制的需求也越来越迫切。在Spring Boot中，实现分布式锁是保障多个服务实例之间协同工作的关键。本文将深入介绍如何使用Redis和ZooKeeper这两种流行的分布式系统来实现高效的分布式锁。

1、为什么需要分布式锁？

在单体应用中，使用本地锁通常足以满足并发控制的需求。然而，随着服务拆分和分布式系统的兴起，多个服务实例之间的并发控制成为一个挑战。分布式锁的作用就是在分布式环境中确保对共享资源的互斥访问，防止竞争条件的发生。

2、使用Redis实现分布式锁

2.1 引入依赖

首先，需要在项目中引入Spring Data Redis的依赖：

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

2.2 创建Redis分布式锁工具类

创建一个工具类，封装了基于Redis的分布式锁的实现：

 @Component
 public class RedisLockUtil {
 
     @Autowired
     private StringRedisTemplate redisTemplate;
 
     public boolean tryLock(String key, String value, long expireTime) {
         Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value, expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
         return result != null && result;
    }

    public void unlock(String key, String value) 13        String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (currentValue != null && currentValue.equals(value)) {
            redisTemplate.delete(key);
        }
    }
}

2.3 使用Redis分布式锁

在需要进行并发控制的业务方法中使用Redis分布式锁：

 @Service
 public class MyService {
 
     @Autowired
     private RedisLockUtil redisLockUtil;
 
     public void myBusinessMethod() {
         String lockKey = "myLockKey";
         String requestId = UUID.randomUUID().toString();
         long expireTime = 5000; // 锁的过期时间为5秒

        try {
            if (redisLockUtil.tryLock(lockKey, requestId, expireTime)) {
                // 获取到锁，执行业务逻辑
                // ...
            } else {
                // 未获取到锁，处理竞争失败的逻辑
                // ...
            }
        } finally {
            // 释放锁
            redisLockUtil.unlock(lockKey, requestId);
        }
    }
}

使用ZooKeeper实现分布式锁

3.1 引入依赖

引入Apache Curator Framework的依赖，它是基于ZooKeeper的分布式系统开发库：

<dependency>
    <groupId>org.apache.curator</groupId>
    <artifactId>curator-framework</artifactId>
    <version>5.1.0</version>
</dependency>

3.2 创建ZooKeeper分布式锁工具类

创建一个工具类，封装了基于ZooKeeper的分布式锁的实现：

@Component
public class ZooKeeperLockUtil {

     @Autowired
     private CuratorFramework curatorFramework;
 
     public boolean tryLock(String path, String value) {
         try {
             InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(curatorFramework, path);
            return lock.acquire(0, TimeUnit.MILLISECONDS);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    public void unlock(String path) {
        try {
            InterProcessMutex lock = new InterProcessMutex(curatorFramework, path);
            lock.release();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

3.3 使用ZooKeeper分布式锁

在需要进行并发控制的业务方法中使用ZooKeeper分布式锁：

 @Service
 public class MyService {
 
     @Autowired
     private ZooKeeperLockUtil zooKeeperLockUtil;
 
     public void myBusinessMethod() {
         String lockPath = "/myLockPath";
         String requestId = UUID.randomUUID().toString();

        try {
            if (zooKeeperLockUtil.tryLock(lockPath, requestId)) {
                // 获取到锁，执行业务逻辑
                // ...
            } else {
                // 未获取到锁，处理竞争失败的逻辑
                // ...
            }
        } finally {
            // 释放锁
            zooKeeperLockUtil.unlock(lockPath);
        }
    }
}

比较与选择

4.1 Redis分布式锁的优势

• 简单易用：使用方便，不需要额外的依赖，适合简单的并发控制场景。
• 性能较好：Redis是内存数据库，读写速度快，适用于高并发场景。

4.2 ZooKeeper分布式锁的优势

• 强一致性：ZooKeeper提供强一致性，确保在分布式环境中对锁的状态修改是原子操作。
• 支持复杂场景：适用于复杂的并发控制场景，例如分布式计算、协调等。

4.3 如何选择

• 简单场景：对于简单的并发控制需求，选择Redis分布式锁更为合适。
• 复杂场景：对于需要强一致性和复杂并发控制的场景，选择ZooKeeper分布式锁。

总 结

本文详细介绍了在Spring Boot中使用Redis和ZooKeeper实现分布式锁的方法，并比较了它们的优劣。在实际应用中，根据项目的需求和复杂性来选择合适的分布式锁方案，以确保系统在高并发环境下的稳定运行。同时，开发人员也需要根据具体情况权衡性能和一致性的需求，以达到最佳的并发控制效果。

公众号：九极客