锁的由来 ：
多线程环境中，经常遇到多个线程访问同一个 共享资源 ，这时候作为开发者必须考虑如何维护数据一致性，这就需要某种机制来保证只有满足某个条件（获取锁成功）的线程才能访问资源，而不满足条件（获取锁失败）的线程只能等待，在下一轮竞争中来获取锁才能访问资源。
两个知识点：
1.高级缓存Cache
CPU为了提高处理速度，不和内存直接进行交互，而是使用Cache。
可能引发的问题：
如果多个处理器同时对共享变量进行读改写操作 （i++就是经典的读改写操作），那么共享变量就会被多个处理器同时进行操作，这样读改写操作就不是原子的了，操作完之后共享变量的值会和期望的不一致。
造成此结果的原因：
多个处理器同时从各自的缓存中读取变量i，分别进行加1操作，然后分别写入 系统内存中。
处理器层面的解决方案：
处理器使用总线锁就是来解决这个问题的。所谓总线锁就是使用处理器提供的一个 LOCK＃信号，当一个处理器在总线上输出此信号时，其他处理器的请求将被阻塞住，那么该处理器可以独占共享内存。
2.CAS(Compare And Swap)+volatile
CAS 操作包含三个操作数 —— 内存位置（V）、预期原值（A）和新值(B)。执行CAS操作的时候，将内存位置的值与预期原值比较，如果相匹配，那么处理器会自动将该位置值更新为新值。否则，处理器不做任何操作。
java的Atomic以及一些它自带的类中的cas操作都是通过借助cmpxchg指令完成的。他保证同一时刻只能有一个线程cas成功。
举个例子
以AtomicIneger的源码为例来看看CAS操作：
for（；；）表示循环，只有当if判断为true才退出。而if判断的内容就是是否CAS成功。
volatile的作用：
1）将当前处理器缓存行的数据写回到系统内存。
2）这个写回内存的操作会使在其他CPU里缓存了该内存地址的数据无效。
循环CAS+volatile是实现锁的关键。
Lock锁的部分细节
不同场景锁的表现不同：独占？共享？读写？
分布式锁(redis的简单实现)
分布式锁实现的三个核心要素：
- 1.加锁
最简单的方法是使用setnx命令。key是锁的唯一标识，按业务来决定命名。比如想要给一种商品的秒杀活动加锁，可以给key命名为 “lock_sale_商品ID” 。而value设置成什么呢？我们可以姑且设置成1。加锁的伪代码如下：
setnx（key，1）
SETNX key value
将 key 的值设为 value ，当且仅当 key 不存在。
若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作。
SETNX 是『SET if Not eXists』(如果不存在，则 SET)的简写。 时间复杂度： O(1) 返回值： 设置成功，返回 1 。 设置失败，返回 0 。
当一个线程执行setnx返回1，说明key原本不存在，该线程成功得到了锁；当一个线程执行setnx返回0，说明key已经存在，该线程抢锁失败。
- 2.解锁
有加锁就得有解锁。当得到锁的线程执行完任务，需要释放锁，以便其他线程可以进入。释放锁的最简单方式是执行del指令，伪代码如下：
del（key）
释放锁之后，其他线程就可以继续执行setnx命令来获得锁。
- 3.设置超时时间
如果一个得到锁的线程在执行任务的过程中挂掉，来不及显式地释放锁，这块资源将会永远被锁住，别的线程再也别想进来。
所以，setnx的key必须设置一个超时时间，以保证即使没有被显式释放，这把锁也要在一定时间后自动释放。setnx不支持超时参数，所以需要额外的指令，伪代码如下：
expire（key， 30）
综合起来，我们分布式锁实现的第一版伪代码如下：
if（setnx（key，1） == 1）{
expire（key，30）
do something ......
del（key）
}
上述代码的问题：
- 1 setnx和expire的非原子性
setnx刚执行成功，还未来得及执行expire指令，节点1 Duang的一声挂掉了。
这样一来，这个锁就长生不死了。
解决方案：
Redis 2.6.12以上版本为set指令增加了可选参数，伪代码如下：
set（key，1，30，NX）
- 2 del 导致误删
可以在del释放锁之前做一个判断，验证当前的锁是不是自己加的锁
至于具体的实现，可以在加锁的时候把当前的线程ID当做value，并在删除之前验证key对应的value是不是自己线程的ID。
加锁：
String threadId = Thread.currentThread().getId() set（key，threadId ，30，NX）
解锁：
if（threadId .equals(redisClient.get(key))）{
del(key)
}
这样做又隐含了一个新的问题，判断和释放锁是两个独立操作，不是原子性。
这一块要用Lua脚本来实现：
String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
redisClient.eval(luaScript , Collections.singletonList(key), Collections.singletonList(threadId));
redis官方说：eval命令在执行lua脚本时会当作一个命令去执行，并且直到命令执行完成redis才会去执行其他命令，所以就变成了一个原子操作。
- 3出现并发的可能性
进程1在超时时间内未执行完代码，此时进程2是可以获取锁的，会出现两个进程同时访问一个资源的情况。
解决方案：可以在进程1所在的jvm环境中开一个线程专门用来“续命”，当需要解锁的时候，通知这个续命线程结束执行。
private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
/**
* 尝试获取分布式锁
* @param jedis Redis客户端
* @param lockKey 锁
* @param requestId 线程Id
* @param expireTime 超期时间
* @return 是否获取成功
*/
public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
return true;
}
return false;
}
private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
/**
* 释放分布式锁
* @param jedis Redis客户端
* @param lockKey 锁
* @param requestId 请求标识
* @return 是否释放成功
*/
public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));
if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
return true;
}
return false;
}
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来源：oschina
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