我们可以使用MySQL的唯一性约束来实现分布式锁，整体的思路如下：

• 客户端 A 正在尝试获取锁。此时没有其他客户端持有锁，所以客户端A成功获取到了锁，并向MySQL表中插入一行数据。

• 现在客户端 B 想要获取相同的锁，先查询DB，发现客户端A插入的行已经存在。在这种情况下，客户端B无法获取到锁。然后客户端 B 将等待一段时间后重试。客户端 B 会在指定的 TTL 窗口内不断重试几次，最终要么在客户端 A 释放锁后成功获取锁，要么因为 TTL 而失败。

• 一旦客户端 A 完成其任务，它将通过简单地删除 DB 表中的行来释放锁lock。现在其他客户端能够获取锁。

现在我们来简单实现下，创建一个lock表，其中lock_key字段有唯一性约束。

CREATE TABLE `lock` (
  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `lock_key` varchar(256) NOT NULL,
  `holder` varchar(256) NOT NULL,
  `creation_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uniq_lock_key` (`lock_key`)
);

• lock_key 是锁的唯一名称。我们可以使用 project_name + resource_id 作为锁的名称，表明要抢的资源是什么，具备唯一性。

• holder是当前持有锁的客户端ID。我们可以使用service_name +IP 地址 + thread_id 来标识分布式环境中的客户端。

获取锁：

INSERT INTO `lock`(`lock_key`, `holder`) VALUES ('project1_uid1', 'server1_ip1_tid1');

释放锁：

DELETE FROM `lock` WHERE `lock_key` = 'project1_uid1';

上面的方案已经基本满足通过MySQL实现分布式锁的基本要求。现在让我们考虑一些特殊情况，看看它是否对分布式系统中的常见故障具有鲁棒性。

如果客户端 A 获取了锁，向 DB 中插入了一行，但后来客户端 A 崩溃了，或者网络分区和客户端 A 无法访问 DB 怎么办？在这种情况下，该行将保留在数据库中，不会被删除。换句话说，对于其他客户端来说，就好像客户端 A 仍然持有锁（即使 A 已经崩溃了！）。其他客户端将无法获取锁，并返回错误。

一种常用的方法是为每个锁分配一个 TTL。这个想法很简单：如果客户端 A 崩溃并且无法释放锁，那么其他人应该执行删除 DB 中的行从而释放锁的工作。假设通常客户端 A 需要 3 分钟才能完成任务。我们可以将 TTL 设置为 5 分钟。然后我们需要构建另一个服务来不断扫描lock表，并删除超过 5 分钟前创建的任何行。但是，还有其他问题：

• 如果 A 没有崩溃，它只需要比平时多一点时间来完成任务怎么办？

• 如果我们为扫描lock表而构建的这项新服务本身崩溃了怎么办？

第一个问题用MySQL很难完全解决。我们可以考虑A在获取到分布式锁后，新起个线程去检查锁是否快要过期了，比如发现TTL还剩下1/3时间，但是A还没有结束，这时候去扩大TTL时间，这就是锁的续签机制。但是在现实中，对于大部分的业务案例，我们总是可以设置一个足够大的TTL，使得这种情况很少发生，以至于对公司业务的影响几乎察觉不到。

现在让我们看看第2个问题怎么解决？

我们可以在lock表中添加一列来存储上次获取锁的时间戳last_lock_time。

CREATE TABLE `lock` (
  `id` bigint(20) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `lock_key` varchar(128) NOT NULL,
  `holder` varchar(128) NOT NULL DEFAULT '',
  `version` int(11) not null,
  `creation_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  `last_lock_time` timestamp NOT NULL DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP,
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uniq_lock_key` (`lock_key`)
);

现在我们用${timeout}表示分布式锁的TTL。

获取锁：

当客户端 B 试图获取锁时，我们可以添加`last_lock_time` < ${now} - ${timeout}作为where条件的一部分。

UPDATE `lock` SET `holder` = 'server1_ip1_tid1', `last_lock_time` = ${now} WHERE `lock_key` = 'project1_uid1' and `last_lock_time` < ${now} - ${timeout};

在这种情况下，只有当`last_lock_time` < ${now} - ${timeout}客户端 B 可以获取锁、将 holder 更改为其 ID 并将其重置last_lock_time为当前时间戳时。假设后面客户端 B 挂了，不能释放锁，最坏的情况是等待${timeout}TTL时间以后，其他客户端就能拿到锁。

释放锁：

我们可以把last_lock_time更新为一个很小时间戳，例如‘1970–01–01 00:00:01’。

UPDATE `lock` SET `holder` = '', `last_lock_time` = ${min_timestamp} WHERE `lock_key` = 'project1_uid1' and `holder` = 'server1_ip1_tid1';

在WHERE语句中，我们添加了`holder` = ‘server1_ip1_tid1’，这是为了避免其他客户端不小心释放了当前客户端持有的锁。

成功释放锁后，holder将其设置为空，并将last_lock_time设置为最小时间戳，以便其他客户端可以轻松获取锁。

现在我们解决了TTL问题，但是在上面的实现中，如果持有锁，其他客户端将需要一直循环重试，等待锁释放后再获取锁。如果分布式锁服务可以通知等待的客户端锁可用，那就更好了，我们思考下在MySQL中该如何实现。

MySQL具有行级锁功能，在RC隔离级别下，当我们使用FOR UPDATE时，MySQL会为所有符合过滤条件的行加行级锁。当一个客户端会话获得锁时，所有其他客户端都将等待锁。此外，等待客户端唤醒并获取锁的顺序与它们首次尝试获取锁时的顺序相同。只要持有锁的客户端在 SQL 事务内执行逻辑，FOR UPDATE 就可以执行多次。换句话说，锁是重入锁。

另外，针对FOR UPDATE，MySQL还支持两种模式：NOWAIT 和 SKIP LOCKED。

• NOWAIT：不等待锁的释放。如果锁被其他客户端持有，无法获取，则立即返回锁冲突消息。

• SKIP LOCKED：读取数据时，跳过行级锁被其他客户端持有的行。

通过这两个选项，我们可以实现tryLock行为，即客户端尝试获取锁，获取不到锁则立即返回，而不是等待。

我们可以简化我们的lock表以仅包含两个字段：

CREATE TABLE `lock` ( 
  `id` bigint unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, 
  `lock_key` varchar(128) NOT NULL, 
  PRIMARY KEY (`id`), 
  UNIQUE KEY `uniq_lock_key` (`lock_key`) 
);

获取锁：

BEGIN;
SELECT * FROM `demo`.`lock` WHERE `lock_key` = 'project1_uid1' FOR UPDATE;

非阻塞尝试锁tryLock()：

BEGIN;
SELECT * FROM `demo`.`lock` WHERE `lock_key` = 'project1_uid1' FOR UPDATE NOWAIT;

释放锁：

COMMIT;

提交事务就可以释放锁。

我们现在回头来看看基于MySQL实现分布式锁，是否满足我们一开始定下的设计目标：

1. 互斥，最基本的功能，肯定是可以的。

2. TTL 机制，MySQL 本地管理客户端会话。如果客户端由于机器故障或网络故障而断开连接，MySQL 将自动释放行级锁。

3. 支持所有 3 个 API：获取/尝试/释放锁。

4. 高性能：释放锁时，MySQL只会通知队列中等待的下一个客户端，而不是一次性通知所有客户端，避免雷群问题。

5. 公平。MySQL 行锁本身支持。

6. 重入。MySQL 行锁本身也支持。记住第一次获取锁就开始事务，以后再入时不要再开始新的事务。

看来基本上是没什么问题的，但是还有一点，我们需要提前向lock表中插入资源锁的数据，然后获取/尝试/释放锁的 API 才能按预期工作。

参考：https://medium.com/@bb8s/design-distributed-lock-with-mysql-9bc28ac59629