MySQL高级讲座篇之：MySQL的分布式锁：`GET_LOCK()`和`Redis`分布式锁的对比。 - 智猿学院-前后端，数据库，人工智能，云计算等领域前沿技术讲座

各位观众老爷们，大家好！今天咱来聊聊分布式锁这档子事儿。锁这玩意儿，单机玩得溜溜的，synchronized、ReentrantLock，哪个不是信手拈来？可一旦到了分布式环境，就没那么简单了。想象一下，好几个服务器同时抢着修改同一条数据，那场面，简直比双十一零点抢购还激烈！

所以，今天就来掰扯掰扯MySQL自带的GET_LOCK()和咱们常用的Redis分布式锁，看看它们各自的优缺点，以及在什么场景下该用哪个更合适。

开场白：锁，你这磨人的小妖精！

要说锁的重要性，那就好比高速公路上的收费站。没有收费站，大家一窝蜂往前冲，最后的结果就是堵成一锅粥。锁的作用就是保证在同一时刻，只有一个线程（或者服务器节点）能够访问共享资源，避免数据错乱，保证数据一致性。

第一部分：MySQL的GET_LOCK()：简单粗暴，但也够用！

先来说说MySQL自带的GET_LOCK()函数。这玩意儿用起来非常简单，只需要执行一个SQL语句，就能尝试获取一个锁。

获取锁: SELECT GET_LOCK('my_lock_name', 10);

这条语句的意思是：尝试获取名为my_lock_name的锁，最多等待10秒。如果获取成功，返回1；如果超时或者获取失败，返回0；如果遇到错误，返回NULL。
释放锁: SELECT RELEASE_LOCK('my_lock_name');

这条语句释放名为my_lock_name的锁。释放成功返回1，如果锁不存在返回0，发生错误返回NULL。
查看锁是否被占用: SELECT IS_LOCKED('my_lock_name');

这条语句检查名为my_lock_name的锁是否被占用。如果被占用返回1，未被占用返回0，发生错误返回NULL。

优点：

简单易用： 不需要引入额外的组件，直接使用SQL语句即可，学习成本低。
事务性： GET_LOCK() 可以和MySQL的事务结合使用，保证锁的获取和释放与事务的完整性一致。如果事务回滚，锁会自动释放。
无需额外依赖： 如果你的项目已经使用了MySQL，那么可以直接使用GET_LOCK()，不需要再引入Redis等其他组件，减少了系统的复杂度。

缺点：

性能问题： GET_LOCK()的性能相对较差。因为锁的信息存储在MySQL的内存中，锁的竞争会增加MySQL的负担。频繁的锁操作可能会影响MySQL的性能。
可靠性问题： 如果MySQL服务器宕机，那么所有持有的锁都会丢失。虽然可以通过主从复制来提高可靠性，但是主从切换期间仍然可能发生锁丢失的情况。
非阻塞： GET_LOCK()获取锁失败后只能选择等待或者放弃，不能像Redis那样实现更复杂的锁逻辑，比如可重入锁。
锁超时问题： GET_LOCK() 依赖于客户端连接，如果客户端连接断开（比如程序崩溃），锁会自动释放。但如果客户端只是处理时间过长，超过了锁的超时时间，锁也会被释放，可能导致并发问题。
排查困难： 如果程序出现问题，需要排查锁的状态，使用MySQL的SHOW OPEN TABLES命令查看锁的信息比较麻烦。

代码示例：

import java.sql.*;

public class MySQLLockExample {

    private static final String DB_URL = "jdbc:mysql://localhost:3306/testdb";
    private static final String DB_USER = "root";
    private static final String DB_PASSWORD = "password";
    private static final String LOCK_NAME = "my_resource_lock";

    public static void main(String[] args) {
        try (Connection conn = DriverManager.getConnection(DB_URL, DB_USER, DB_PASSWORD)) {
            if (acquireLock(conn, LOCK_NAME, 10)) {
                try {
                    System.out.println("获取锁成功，开始执行业务逻辑...");
                    // 模拟业务逻辑执行
                    Thread.sleep(5000);
                    System.out.println("业务逻辑执行完毕！");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    releaseLock(conn, LOCK_NAME);
                    System.out.println("释放锁成功！");
                }
            } else {
                System.out.println("获取锁失败！");
            }
        } catch (SQLException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public static boolean acquireLock(Connection conn, String lockName, int timeout) throws SQLException {
        String sql = "SELECT GET_LOCK(?, ?)";
        try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, lockName);
            pstmt.setInt(2, timeout);
            try (ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {
                if (rs.next()) {
                    return rs.getInt(1) == 1;
                }
            }
        }
        return false;
    }

    public static boolean releaseLock(Connection conn, String lockName) throws SQLException {
        String sql = "SELECT RELEASE_LOCK(?)";
        try (PreparedStatement pstmt = conn.prepareStatement(sql)) {
            pstmt.setString(1, lockName);
            try (ResultSet rs = pstmt.executeQuery()) {
                if (rs.next()) {
                    return rs.getInt(1) == 1;
                }
            }
        }
        return false;
    }
}

适用场景：

对性能要求不高，并发量较低的场景： 例如，定时任务的调度，只需要保证同一时刻只有一个节点执行即可。
业务逻辑简单，不需要复杂的锁机制： 例如，简单的资源同步，只需要一个排他锁即可。
对可靠性要求不高，允许偶尔出现锁丢失的情况： 例如，一些容错性较高的业务，即使出现锁丢失，也不会造成严重的影响。

第二部分：Redis分布式锁：高性能，功能强大，但也复杂！

接下来，说说Redis分布式锁。这玩意儿是目前最常用的分布式锁解决方案之一。

实现原理：

利用Redis的SETNX（Set If Not Exists）命令和EXPIRE命令。

获取锁： 使用SETNX命令尝试设置一个key，如果key不存在，则设置成功，表示获取锁成功；如果key已存在，则设置失败，表示获取锁失败。
设置过期时间： 为了防止死锁，需要为锁设置一个过期时间。可以使用EXPIRE命令设置key的过期时间。
释放锁： 使用DEL命令删除key，表示释放锁。

优点：

高性能： Redis是基于内存的，读写速度非常快，适合高并发的场景。
高可用： Redis可以通过主从复制、Sentinel、Cluster等方式实现高可用，保证锁服务的稳定性。
功能丰富： Redis可以实现各种复杂的锁机制，例如可重入锁、公平锁等。
超时自动释放： Redis的key可以设置过期时间，即使客户端发生故障，锁也会自动释放，避免死锁。

缺点：

需要引入额外的组件： 需要部署和维护Redis集群，增加了系统的复杂度。
实现复杂： 实现一个可靠的Redis分布式锁需要考虑很多细节，例如锁的续期、防止误删锁等。
可能存在锁丢失的情况： 在极端情况下，Redis主从切换可能会导致锁丢失。例如，客户端A在Master节点获取了锁，此时Master节点宕机，发生主从切换，客户端B在新的Master节点上也能获取到同样的锁，导致并发问题。这就是Redlock试图解决的问题。

代码示例：

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.params.SetParams;

import java.util.Collections;

public class RedisLockExample {

    private static final String LOCK_NAME = "my_resource_lock";
    private static final String LOCK_VALUE = "unique_lock_value"; // 使用UUID更安全
    private static final int LOCK_EXPIRE_TIME = 30; // 单位：秒

    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        try {
            if (acquireLock(jedis, LOCK_NAME, LOCK_VALUE, LOCK_EXPIRE_TIME)) {
                try {
                    System.out.println("获取锁成功，开始执行业务逻辑...");
                    // 模拟业务逻辑执行
                    Thread.sleep(5000);
                    System.out.println("业务逻辑执行完毕！");
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    releaseLock(jedis, LOCK_NAME, LOCK_VALUE);
                    System.out.println("释放锁成功！");
                }
            } else {
                System.out.println("获取锁失败！");
            }
        } finally {
            jedis.close();
        }
    }

    public static boolean acquireLock(Jedis jedis, String lockName, String lockValue, int expireTime) {
        SetParams setParams = new SetParams().nx().ex(expireTime);
        String result = jedis.set(lockName, lockValue, setParams);
        return "OK".equals(result);
    }

    public static boolean releaseLock(Jedis jedis, String lockName, String lockValue) {
        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(lockName), Collections.singletonList(lockValue));
        return "1".equals(result.toString());
    }
}

注意点：

锁的续期： 为了防止锁过期，可以在获取锁之后，启动一个定时任务，定期刷新锁的过期时间。
防止误删锁： 释放锁的时候，需要验证当前线程是否持有该锁。可以使用UUID作为锁的值，释放锁的时候判断锁的值是否与当前线程的UUID一致。上面的代码示例中，releaseLock方法使用了Lua脚本来原子性地判断锁的值和删除锁。
Redlock： 为了提高锁的可靠性，可以使用Redlock算法。Redlock算法需要在多个独立的Redis节点上获取锁，只有当在超过半数的节点上获取锁成功，才认为获取锁成功。

适用场景：

对性能要求高，并发量高的场景： 例如，秒杀活动、抢购活动等。
需要复杂的锁机制： 例如，可重入锁、公平锁等。
对可靠性要求高： 例如，涉及到资金交易的业务。

第三部分：GET_LOCK() vs Redis：一场公平的较量！

特性	`GET_LOCK()`	Redis分布式锁
性能	较差	高
可靠性	较低 (MySQL宕机导致锁丢失)	较高 (通过主从复制、Sentinel、Cluster)
功能	简单	丰富 (可重入锁、公平锁等)
实现复杂度	简单	复杂
依赖	MySQL	Redis
适用场景	并发量低、业务逻辑简单、可靠性要求不高的场景	并发量高、业务逻辑复杂、可靠性要求高的场景
锁超时处理	依赖客户端连接，可能因客户端长时间阻塞而提前释放	可设置过期时间，自动释放，避免死锁
事务支持	支持，可与MySQL事务结合	不直接支持，需要自行实现与事务的协调
锁续期	不支持，需自行实现	可通过定时任务续期
误删锁保护	不支持	可通过UUID等方式防止误删
排查难度	较高，需查看MySQL内部状态	较低，Redis命令可直接查看锁状态

总结：

GET_LOCK() 就像一把简单的机械锁，用起来方便，但是安全性一般。 Redis分布式锁就像一把智能锁，功能强大，安全性高，但是用起来也更复杂。

选择哪个取决于你的具体需求。如果你的项目已经使用了MySQL，而且对性能要求不高，那么GET_LOCK()是一个不错的选择。如果你的项目需要高性能、高可用性，并且需要复杂的锁机制，那么Redis分布式锁是更好的选择。

最后的忠告：

无论选择哪种分布式锁方案，都要仔细考虑各种边界情况，做好充分的测试，确保锁的正确性和可靠性。否则，锁不仅不能保护你的数据，反而会成为你的噩梦！

好了，今天的讲座就到这里。感谢各位观众老爷的观看！咱们下期再见！ (挥手)

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