分布式锁的实现

日期：2026-07-11
标签：#面试 #八股 #后端 #系统设计 #场景题

一句话答案

常见实现包括数据库唯一约束、Redis SET NX PX 和 ZooKeeper/etcd 临时节点；选择取决于一致性要求、性能和故障容忍度。

对比

Redis 实现要点

1. 加锁：随机唯一 value，单命令设置 NX 和过期时间。
2. 解锁：Lua 脚本比较 value 后删除，避免删掉别人的锁。
3. 长任务：看门狗续租，但必须设置最大持有时长和异常退出策略。
4. 关键写操作：增加 fencing token，下游拒绝过期持有者。

常见错误说法

• 错误：先 SETNX，再单独 EXPIRE。两条命令间宕机会留下死锁。
• 错误：解锁直接 DEL。锁过期后可能删除新持有者的锁。
• 错误：有 TTL 就绝对安全。长暂停、网络分区和主从切换仍需考虑。

面试官追问

1. Redlock 有哪些争议？
2. 可重入锁怎么实现？
3. 公平锁如何实现？
4. 锁续期时进程失联怎么办？

面试官追问参考答案

1. Redlock 有哪些争议？

争议核心是它依赖多个独立 Redis 实例、时钟和租约假设，在长暂停、网络延迟和故障恢复下仍可能出现两个客户端都认为持锁。对正确性要求高的场景，仅有租约不够，应使用共识系统并配合 fencing token；Redlock 更适合能容忍极小冲突概率的效率型锁。

2. 可重入锁怎么实现？

锁 value 记录持有者唯一标识和重入计数。同一持有者再次加锁时原子增加计数并续期，解锁时递减，减到零才删除；Redis 中应用 Lua 保证检查和修改原子性。持有者标识通常包含实例、线程和请求上下文。

3. 公平锁如何实现？

为等待者维护按到达顺序排列的队列，例如使用 ZooKeeper 临时顺序节点，只有最小节点获得锁，其他节点监听前驱。Redis 可用队列加通知实现，但要处理等待者超时、进程死亡、队首清理和惊群，复杂度明显更高。

4. 锁续期时进程失联怎么办？

租约 TTL 保证失联后最终自动释放；看门狗只能在进程健康且仍是持有者时续期。续期失败必须停止业务并禁止继续写，关键资源由 fencing token 兜底；不能因为网络恢复就沿用旧锁。