分布式锁的实现

In computer science, a lock or mutex (from mutual exclusion) is a synchronization mechanism for enforcing limits on access to a resource in an environment where there are many threads of execution. A lock is designed to enforce a mutual exclusion concurrency control policy.

操作系统的锁

• 硬件：对于单处理器而言，临界区问题好解决：修改共享变量时禁止中断出现。对于多处理器需要计算机系统提供特殊硬件指令以允许能原子地（不可中断地）检查和修改字的内容或交换两个字的内容（比如CAS，compare and swap）
• 软件：信号量，一个信号量可以为0（没有保存下来的唤醒次数）或者为正值（表示一个或多个唤醒操作），每个信号量关联一个等待进程列表，如果wait时发现信号量不为正则选择忙等，或者阻塞，进程加入到等待链表，signal()时从等待链表取出进程唤醒。
• 锁的种类：互斥所、自旋锁、读写锁（无模式、读模式、写模式）

使用cas实现自旋锁

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type SpinLock struct {
    count uint64
}
func (l *SpinLock) Lock() {
	//不断地尝试原子地更新l.count的值,直到操作成功为止
    for !atomic.CompareAndSwapUint64(&l.count, 0, 1) {
    }
}
func (l *SpinLock) Unlock() {
	//在原子地存储某个值的过程中，任何CPU都不会进行针对同一个值的读或写操作。
	//原子的值存储操作总会成功，因为它并不会关心被操作值的旧值是什么
    atomic.StoreUint64(&l.count, 0)
}

Chubby

分布式锁包含三个基本问题，分别是一致性协议、分布式锁的实现、分布式锁的使用

• 一致性协议：chubby采用有强主的Multi-Paxos，参考Paxos Made Simple
• 分布式锁的实现：

How to do distributed locking

这篇文章主要讨论了由Redlock开始，分布式锁的基本解决办法，

• 锁的基本目标，效率与正确性。
• 分布式锁存在的问题，未能正确处理分布式锁的租期问题。
• 一种解决方案是为每次获得锁都带上token，只接受最新的token，拒绝旧的token
• 使用时间来确定一致性是不科学的，分布式算法不应该依赖任何时间，做任何时间假设

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分布式锁是有租期的,某服务在获取分布式锁之后，进行操作，然后这操作耗时大于锁的过期时间，如果执行操作不知道自己已经过期，就会引起相应的问题。
是获得分布式锁的同时是否需要加入特定的机制，如果未在过期时间内完成操作，则将整个过程置为失败

参考资料

lock wikipedia
基于Redis的分布式锁到底安全吗（上）
Redis实现分布式锁
Redis RedLock 完美的分布式锁么？
用redis构建分布式锁
golang实现redis分布式锁-GitHub
etcd-lock
distrilock
Chubby的锁服务

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