Tomcat的鎖
Tomcat是這個系統的核心組成部分， 每當有使用者請求過來，Tomcat就會從執行緒池裡找個執行緒來處理，有的執行登入，有的檢視購物車，有的下訂單，看著屬下們盡心盡職地工作，完成人類的請求，Tomcat就很有成就感。
與此同時，它也很得意，所有的業務邏輯盡在掌握。MySQL算啥！不就是一個儲存資料的地方嗎？ Redis算啥！不就是一個加快速度的快取嗎？
沒有他們，我也能找到替代品，而我不可替代的， Tomcat經常這麼想。
昨天MySQL偶然說起隔壁機器入駐了一個叫做Node.js的傢伙，居然只用一個執行緒來執行JavaScript程式碼，實現各種業務邏輯，JavaScript也能到後端來？還用回撥？ 這不是胡鬧嗎？不過得小心，別被他把業務都給搶走了。
想到此處，Tomcat立刻去檢視各個執行緒活幹得怎麼樣，有沒有人故意偷懶。
執行緒0x9527和0x7954又在吵架了，原因非常簡單，他們倆都去做扣減庫存的操作：讀取庫存，修改庫存，寫回資料庫。
執行緒的併發執行導致三個操作交織在了一起，最後資料出現了不一致。
0x7954回答道：“沒辦法，張大胖的程式碼就是這麼寫的，好像是業務要求的，扣減庫存之前要檢查庫存夠不夠。”
Tomcat一陣牙疼， 不由得想起了Redis的處理辦法， 對於每個讀寫快取的請求，Redis都把他們給排成了隊，用一個執行緒挨個去處理，肯定沒有這個併發的問題了。
可是自己這裡不行啊，訪問資料庫是極慢的操作，如果只用一個執行緒，一個個地處理請求，所有的請求都得等待，人類會急死的。
沒辦法，Tomcat扔給他們倆一個Java物件：“這是一把鎖，以後誰先搶到誰才能執行扣減庫存的三個操作。”
“如果搶不到怎麼辦？”
“阻塞等待，別人釋放了鎖，JVM自然會喚醒你，然後再去搶！ 什麼時候搶到，什麼時候執行。”
分散式的鎖
張大胖覺得有點不對勁， 這幾天程式執行怎麼有點兒慢了呢？
他還以為是機器效能不夠，就申請了幾臺新機器，又安裝了幾個Tomcat，組成了一個叢集。
在Tomcat這個JVM程式內部，同一個時刻只有一個幸運兒執行緒可以扣減庫存，可是現在有三個Tomcat，出現了三個幸運兒。
這三個幸運兒在扣減庫存的時候，仍然會出現0x7954和0x9527那樣的錯誤，只不過現在他們互不知曉，連吵架的機會都沒有了。
三個Tomcat都覺得頭大，在這個分散式的環境中，多個程式在執行，原來那種程式內的鎖已經失效，當務之急是找一個客觀、公正、獨立的第三方來實現鎖的功能。
MySQL提議： “到我這裡來找鎖啊！”
“你那裡能提供一個鎖服務？ 暴露出來讓我們使用？ ” Tomcat A問道。
“不不，不是一個鎖服務，我給你們一個資料庫表，這個表中的欄位lock_name有個唯一性約束。”
insert into locks(lock_name,...) values('stock',...)；
“對啊，我的唯一性約束只能保證一個成功，其他的都失敗，就相當於獲得鎖了。 當然那個執行緒的操作完成以後，需要釋放鎖。”
delete from locks where lock_name='stock'
假設來自TomcatA的0x9527捷足先登，插入了一條資料，獲得了鎖， 那來自Tomcat B的0x7954操作肯定失敗，這時候0x7954該怎麼辦？ 能阻塞等待TomcatB來喚醒他嗎？ 不行，因為連TomcatB 都不知道0x9527什麼時候操作完成， 除非MySQL來通知各個Tomcat， 這是肯定不行的。
那0x7954@TomcatB只能做一件事情：等待一會兒，然後重試！ 如此迴圈下去，直到獲得鎖為止。
可是如果0x9527獲得了鎖，在執行的過程中TomcatA 掛掉了，那資料庫記錄一直存在，無人刪除，那鎖就永遠也無法釋放了！ 還得弄一個清理者， 清理那些過期沒釋放的鎖， 這實在是太麻煩了。
Redis
這時候Redis說道：“千萬別上MySQL的賊船！他的辦法太笨重了，不就是找個第三方來儲存鎖的資訊嗎？ 用我的快取多好！”
“Redis這小子操作的是記憶體，速度會快很多！” Tomcat B說道。
“對，MySQL不是給你們提供了一張表讓你們插入資料嗎？ 我這裡不用那麼麻煩，你們Tomcat的執行緒，都可以嘗試到我的快取中設定一個值，比如stock_lock=true， 誰先設定成功，誰就獲得了鎖，可以去扣減庫存。”
Redis拍拍胸脯： “絕對保證！”
（碼農翻身老劉注：其實就是setnx命令了）
MySQL撇撇嘴：“和我的方案本質上是一樣的。人家Tomcat 的執行緒對庫存做了修改以後，也還得去解鎖，去刪除這個stock_lock。”
Redis說：“我這裡還能設定過期時間，如果Tomcat A上執行緒獲得了鎖，然後Tomcat A掛掉了， 到了過期時間，我就可以自動把這個stock_lock刪除，別的執行緒又可以獲得鎖了！”
“嗯，是比MySQL先進，並且速度更快，我們還是用這個鎖吧。” 三個Tomcat都表示同意。
定期自動釋放的問題
“且慢，這個自動刪除過期的鎖有問題啊 ！” MySQL突然反擊。
“什麼問題？” Redis沒想到資料庫老頭兒還想負隅頑抗。
“假設Tomcat A上的0x9527獲得了鎖， 去執行扣減庫存的操作，然後由於某種原因被阻塞了，阻塞的時間超過了過期時間，鎖被你釋放掉了，最終還是會出現不一致！”
行鎖
第二天， MySQL高興得去找Tomcat：“兄弟們，我昨天晚上和Quartz（一個著名的定時執行框架）聊了半宿，他告訴了我一個新的用資料庫實現分散式鎖的辦法， 行鎖。”
“看到沒有， 通過新增一個for udpate ，這個SQL語句會把這一行給鎖定，就是獲得了鎖！ 只要事務一提交，這個行鎖就自動釋放了。”
“那沒有獲得鎖的別的執行緒呢？ ”
“自然是阻塞住了，等到別的執行緒釋放了行鎖，它可以自動去獲取，程式碼中都不用迴圈重試，你看，之前的方案都做不到這一點吧。” MySQL說道。
“那要是有個執行緒遲遲不釋放行鎖，會發生什麼問題？” Tomcat最關心這個。
“那其他執行緒都會等待，並且佔用著資料庫連線不釋放，嗯，如果連線被佔用得過多，連線池就要出問題了......” MySQL底氣不足了，這可是個致命的問題。
“哈哈，看你出的什麼餿注意！還是用我的鎖吧！” Redis笑道。
“那人家Quartz為什麼可以用？”MySQL不死心。
“估計Quartz業務單一，並且鎖釋放得很快，不會出問題吧。”
CAS
正在這時，Node.js悄悄地走過來， 把資料庫老頭兒拉走了：“前輩，別給他們一般見識，不就是扣減庫存嗎，用啥分散式鎖！， 我們們這麼做：”
#old_num = 先獲取現有的庫存數量
#new_num = #old_num - 10
update stock set stock_num = #new_num where product_id=#product_id and stock_num = #old_num
MySQL眼前一亮， 是啊，每次把這個#old_num 作為條件傳進去呼叫update語句，如果能成功，說明在這段時間內沒有別的執行緒更新庫存；
如果不成功，那就重新執行這三條語句，直到成功為止， 就這個麼簡單， 完全不用鎖，真是太爽了。
過了幾天，Tomcat他們也聽說了這個方案， 驚訝地說：“這不就是我們Java常用的Compare And Set(CAS)嗎？”
總結
與此同時，張大胖開始做總結：分散式鎖和程式內的鎖本質上是一樣的。
1. 要互斥，同一時刻只能被一臺機器上的一個執行緒獲得。
2. 最好支援阻塞，然後喚醒，這樣那些等待的執行緒不用迴圈重試。
3. 最好可以重入（本文沒有涉及，參見《程式設計世界的那把鎖》）
4. 獲得鎖和釋放鎖速度要快
5. 對於分散式鎖，需要找到一個集中的“地方”(資料庫，Redis, Zookeeper等)來儲存鎖，這個地方最好是高可用的。
6. 考慮到“不可靠的”分散式環境， 分散式鎖需要設定過期時間
7. CAS的思想很重要。
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