关于 synchronized

项目单独部署时，使用 synchronized 可以实现并发安全，但如果项目搭建集群时，有多个线程同时对某项目中的数据修改时，可能会出现并发问题。

synchronized 关键字底层是 JVM 中的 monitor（管程，监视器）管理的。一个JVM对应一个 monitor 。所以在分布式项目中，不同的环境下，synchronized 对应的 monitor 可能不同。

关于 synchronized 底层原理的理解见 JUC并发编程——对于synchronized关键字的理解

分布式锁的实现

使用 setnx（SET if Not eXist） 可以实现分布式锁

SETNX ：如果 key 不存在，设置 value。如果 key，设置 value 失败。

但是只使用 setnx 命令，存在线程安全问题。

解决方法：SET key value NX EX seconds

存在的问题：超时释放锁导致误删其他锁。

如果线程1先获取到了锁，由于一些原因线程1阻塞，一段时间后Redis 超时释放了锁，
线程2获取锁成功，还未到过期时间，此时线程1恢复运行，删除了线程2的锁，
线程2非自然释放后，线程3获取锁成功，执行业务。

解决方法：在原有的代码中获取锁时，存入线程标识，在释放锁前判断标识是否是自己

存在的问题：无法保证判断锁标识和释放锁的原子性

线程1在判断锁标识成功后，由于一些原因进入阻塞（如jvm 的 full gc 会stw），在阻塞这段时间内，释放了线程1的锁，线程2获取锁，线程1醒来后已经判断过是否是自己锁，所以会直接释放线程2的锁。

解决方法：Redis 调用 lua 脚本

-- 比较线程标识与锁中的标识是否一致
if (redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1]) then
    -- 一致 释放锁
    return redis.call('del',KEYS[1])
end
-- 不一致 直接返回
return 0	

private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;

   /**
    * 让 lua 脚本在类加载时加载
    */
   static {
       UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
       UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("FreeLock.lua"));
       UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class);
   }
   /**
    * Redis 支持lua 脚本功能，在一个脚本中编写多条Redis命令，确保命令执行时的原子性
    */
   @Override
   public void unlock() {
       // 调用 lua 脚本
       stringRedisTemplate.execute(
               UNLOCK_SCRIPT,
               Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name),
               ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());
   }

存在的问题：不可重入

解决方法：使用 Redisson 实现分布式锁

1. 引入 Redisson 依赖

   <dependency>
   	<groupId>org.redisson</groupId>
   	<artifactId>redisson</artifactId>
   	<version>3.13.6</version>
   </dependency>
   

2. 配置 Redisson 客户端

   @Configuration
   public class RedissonConfig {
       @Autowired
       private RedisConfigProperties redisConfigProperties;
   
       @Bean
       public RedissonClient redissonClient() {
           // 配置
           Config config = new Config();
           // 设置单节点的redis
           config.useSingleServer()
                   .setAddress("redis://" + redisConfigProperties.getHost() + ":" + redisConfigProperties.getPort())
                   .setPassword(redisConfigProperties.getPassword());
           // 创建 Redisson 对象
           return org.redisson.Redisson.create(config);
       }
   }
   

3. 在业务中使用 Redisson 分布式锁

   @Autowired
   private RedissonClient redissonClient;
   
   public void testRedisson throw Exception {    
       RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);
       /**
        * 通过 Redisson 获取分布式锁
        */
       boolean isLock = lock.tryLock();
       if (!isLock){
   		log.debug("执行业务");
       }
       try {
   		log.debug("执行业务");
       } finally {
           lock.unlock();
       }
   }    
   

存在的问题：可能出现主从不一致

在 Redis 集群中，如果Redis 主机宕机，在进行故障转移时，Redis 中主从同步是异步的，所以可能在 Redis 主机中还没有将 实现分布式锁的 key 传给副本，Redis 主机就宕机了，这时另一台客户端访问 Redis 时就访问到了主机实现分布式锁中的资源。所以这是不安全的😱。

解决方法：使用 Redisson 获取 Redis 集群中的所有锁，进行联锁。

为了实现主从一致性，获取Redis 集群中的所有锁，进行联合。删除锁和获取锁都会同时在 Redis 集群中创建，且进行联锁的 Redis 服务，不存在主从关系（可以都认为是主节点），且支持重入，超时释放，可重试，主从一致。

Redisson 可重入锁原理

与 juc 中的 ReentrantLock 相比，
ReentrantLock 底层实现可重入的原理是是实现了 AbstractQueuedSynchronizer(AQS)，通过修改锁的状态 state 控制锁的释放，保证了可重入。获取锁 state++，释放锁 state–，当state == 0时，就真正释放锁。

Redisson 底层使用 Redis 的哈希结构存储，state 作为 hash 字段的 value，从而进行自增或自减。

设置锁的有效期时，如果没有指定有效期，默认 leaseTime == -1，开启 watchDog 机制，重复更新锁的有效期（默认是30秒）。指定有效期则不使用 watchDog 机制。