分布式锁是怎么回事

一、需求缘起

之前做微信钱包的项目，许多功能都需要与腾讯微信的前台（App）或后台交互，微信需要一个access_token凭证用于身份验证。

这是微信公众平台对access_token的一段描述

access_token是公众号的全局唯一接口调用凭据，公众号调用各接口时都需使用access_token。开发者需要进行妥善保存。access_token的存储至少要保留512个字符空间。access_token的有效期目前为2个小时，需定时刷新，重复获取将导致上次获取的access_token失效。

因此第三方需要一个access_token获取和刷新的中控服务器。而其他业务逻辑服务器所使用的access_token均来自于该中控服务器，不应该各自去刷新，否则会造成access_token覆盖而影响业务。

中控服务器结果如下图

存在什么问题？中控服务器只有一个，单机。如果中控服务器挂了，所有业务都会受到影响。

改进一下架构，采用两个中控服务器（如下图）。

采用两个中控服务器，能够防止单点故障。但是两个定时器会从微信服务器分别获取access_token，会导致access_token刷新次数增加（微信规定一天只能刷新2000次）。极限情况下还可能导致Cache中的access_token失效（中控服务器1先获取access_token1，中控服务器2后获取access_token2，由于分布式原因，有可能access_token1在access_token2之后才存入Cache）。

需要一个技术手段，确保两个中控服务器，只有一个能够从“微信服务器”获取access_token。分布式锁！

二、怎么做

网上有很多分布式锁的做法，通过zookeeper，redis等软件都能实现。（http://surlymo.iteye.com/blog/2082684）

在这里，采用mysql数据库来实现这个功能。

微信access_token是2小时过期，为了保险起见，每隔1个小时就获取（刷新）一次access_token。

建立一张数据库表t_token_lock(id,refreshtime,version)，

id：是主键，分布式锁功能里用来定位某条数据记录

refreshtime：刷新access_token的时间，每更新一次增加1小时（每隔1小时刷新一次）

version：记录更新的版本号，默认从0开始，每更新一次就+1

数据库表中最初存放一条记录（1，2017-03-18 21:00:00，0）

两个中控服务器通过定时器（假设） 每过5分钟访问一次数据库表，执行以下操作：

1、查询数据记录 select id,refreshtime,version from t_token_lock where id=1， 将得到的refreshtime记为lastRefreshtime,version记为lastVersion

2、判断当前时间now是否大于refreshtime 如果是，执行第3步；如果否（还没到刷新时间），结束。

3、更新数据记录 update t_token_lock set refreshtime=lastRefreshtime +1h and version=lastVersion+1 where id=1 and version=lastVersion

只有第3步能够成功更新记录的中控服务器，允许访问微信服务器刷新access_token。分布式锁已经实现了！

三、原理解释

怎么理解这3步实现了分布式锁呢？

两个中控服务器每个5分钟读一次数据，大多数时候，refreshtime>now（refreshtime是设置的未来一个小时的时刻，这一个小时之内的时间访问数据，都是这个结果），这种情况下没到刷新时间，不会刷新acceess_token。

我们只需要讨论临界情况，即查询数据记录时需要刷新access_token的情况。

两个中控服务器的计时器一般是不同步的，多数情况下，两个中控服务器会一前一后（一个执行完了，另一个才执行）的执行这3步。这种情况下，后一个执行这3个步骤的中控服务器，看到的refreshtime已经是1个小时之后，它不会去刷新access_token。

因此，只需要讨论两个中控服务器并发同时执行这3步的时候

当两个中控服务器同时执行了第1步、第2步后，它们会执行第3步更新数据库记录。由于mysql数据库锁的存在，不可能同时更新同一条数据记录。后一个更新记录的中控服务器更新记录时，version字段的值已经被前一个中控服务器+1，因此version=lastVersion的条件不满足，不能成功更新记录。后一个中控服务器也就不会去请求（刷新）access_token。

至此，分布式锁被转化成了mysql的行级锁。那mysql的行级锁又是怎么实现的呢（苦海无边，回头是岸）？不管怎样，mysql在单机上实现锁会容易多了。