Java 本地锁和 Redis 分布式锁

在多线程并发环境下，为了保证数据的一致性和避免出现数据竞争问题，我们通常会使用锁（Lock）来控制对共享资源的访问。在 Java 中，我们可以使用本地锁（Local Lock）或者分布式锁（Distributed Lock）来实现多线程并发控制。

本地锁

本地锁是指在同一个 JVM 进程内使用的锁。常见的本地锁有 synchronized 关键字和 ReentrantLock 类。

synchronized 关键字

synchronized 关键字可以修饰方法或代码块来实现同步。下面是一个使用 synchronized 关键字的示例：

public class SynchronizedExample {

    private int count = 0;

    public synchronized void increment() {
        count++;
    }
}

ReentrantLock 类

ReentrantLock 类是 JDK 提供的一个可重入锁，使用它可以更加灵活地控制锁的获取和释放。下面是一个使用 ReentrantLock 类的示例：

public class ReentrantLockExample {

    private int count = 0;
    private ReentrantLock lock = new ReentrantLock();

    public void increment() {
        lock.lock();
        try {
            count++;
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

Redis 分布式锁

在分布式系统中，使用本地锁可能无法满足多个节点之间的并发控制需求。这时我们可以使用 Redis 分布式锁来实现跨节点的并发控制。

实现原理

Redis 分布式锁的实现原理是基于 Redis 的 SETNX 命令和 EXPIRE 命令。当一个节点需要获取锁时，它会向 Redis 发送 SETNX 命令，如果返回值为 1（表示成功获取锁），就再发送一个 EXPIRE 命令设置锁的过期时间。当节点释放锁时，它会向 Redis 发送 DEL 命令来释放锁。

Redisson 框架

Redisson 是一个开源的 Redis Java 客户端，它提供了丰富的分布式锁实现。下面是一个使用 Redisson 框架的分布式锁示例：

public class DistributedLockExample {

    private static final String LOCK_KEY = "distributed_lock";
    private static final int LOCK_EXPIRE_TIME = 60; // 锁的过期时间，单位为秒

    public void acquireLock() {
        RedissonClient redisson = Redisson.create();
        RLock lock = redisson.getLock(LOCK_KEY);

        try {
            boolean isLocked = lock.tryLock(LOCK_EXPIRE_TIME, TimeUnit.SECONDS);
            if (isLocked) {
                // 成功获取到锁，执行业务逻辑
            } else {
                // 获取锁失败，可以进行重试操作
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
            redisson.shutdown();
        }
    }
}

状态图

stateDiagram
    [*] --> Locked
    Locked --> [*]

饼状图

pie
    title 分布式锁使用比例
    "本地锁" : 60
    "Redis分布式锁" : 40

在多线程并发控制中，选择合适的锁对系统的性能和稳定性都有重要影响。在单节点应用中，本地锁已经足够满足大部分需求；而在分布式系统中，使用 Redis 分布式锁可以更好地处理多节点之间的并发问题。通过合理选择和使用锁，我们能够提高系统的并发处理能力和稳定性。