分布式锁是一种用于分布式系统中的协调机制，以确保一次只有一个进程或节点可以访问共享资源。 在多个服务或节点独立运行的系统中（例如微服务或基于云的应用程序），可能需要以受控方式访问数据库、文件或外部 API 等资源。 分布式锁充当看门人，允许单个参与者暂时“持有”锁，同时执行操作。 例如，如果两个节点尝试同时更新同一个数据库记录，则锁可确保一个节点等待直到另一个节点释放它。 这样可以防止争用情况，在这种情况下，冲突的操作可能会损坏数据或导致结果不一致。
分布式锁在分布式系统中至关重要，因为它们在多个节点争用共享资源时保持一致性并防止冲突。 如果没有这种协调，系统可能会面临双重处理数据或覆盖更新等错误。 例如，考虑一个处理交易的支付服务：如果两个节点尝试同时从同一个帐户扣款，则分布式锁可确保一次只进行一笔交易，从而避免透支。 同样，在计划任务（例如，夜间报告生成）中，即使系统扩展到数百个实例，锁也可以确保只有一个节点执行该作业。 通过序列化访问，分布式锁强制执行顺序和可靠性，这对于需要原子操作或严格排序的场景中的正确性至关重要。
实现分布式锁会带来挑战，因为节点可能会遇到延迟、故障或网络分区。 一个健壮的解决方案必须处理节点在持有锁时崩溃的情况，否则可能导致死锁。 Redis（及其 Redlock 算法）、Apache ZooKeeper 或 etcd 等工具提供了解决这些问题的分布式锁实现。 例如，Redis 使用基于时间的租约，在过期后自动释放锁，而 ZooKeeper 使用临时节点，如果客户端断开连接，这些节点就会消失。 开发人员还必须考虑边缘情况，例如节点之间的时钟同步或确保锁获取是原子的。 虽然这些工具简化了实现，但使用分布式锁进行设计需要仔细的测试，以平衡可靠性、性能和复杂性。