Watch 机制支持 Watch 某个固定的 key，也支持 Watch 一个范围（前缀机制）。

当被 Watch 的 key 或范围发生变化，客户端将收到通知；在实现分布式锁时，如果抢锁失败，可通过 Prefix 机制返回的 Key-Value 列表获得 Revision 比自己小且相差最小的 key（称为 pre-key），对 pre-key 进行监听，因为只有它释放锁，自己才能获得锁，如果 Watch 到 pre-key 的 DELETE 事件，则说明 pre-key 已经释放，自己将持有锁。

etcd分布式锁原理图

etcd分布式锁的实现流程

建立连接

客户端连接 etcd，以 /etcd/lock 为前缀创建全局唯一的 key，假设第一个客户端对应的 key="/etcd/lock/UUID1"，第二个为 key="/etcd/lock/UUID2"；客户端分别为自己的 key 创建租约 - Lease，租约的长度根据业务耗时确定；

创建定时任务作为租约的“心跳”

当一个客户端持有锁期间，其它客户端只能等待，为了避免等待期间租约失效，客户端需创建一个定时任务作为“心跳”进行续约。此外，如果持有锁期间客户端崩溃，心跳停止，key 将因租约到期而被删除，从而锁释放，避免死锁；

客户端将自己全局唯一的 key 写入 etcd

执行 put 操作，将步骤 1 中创建的 key 绑定租约写入 Etcd，根据 Etcd 的 Revision 机制，假设两个客户端 put 操作返回的 Revision 分别为 1、2，客户端需记录 Revision 用以接下来判断自己是否获得锁；

客户端判断是否获得锁

客户端以前缀 /etcd/lock/ 读取 key-Value 列表，判断自己 key 的 Revision 是否为当前列表中最小的，如果是则认为获得锁；否则监听列表中前一个 Revision 比自己小的 key 的删除事件，一旦监听到删除事件或者因租约失效而删除的事件，则自己获得锁；

执行业务

获得锁后，操作共享资源，执行业务代码

释放锁

完成业务流程后，删除对应的key释放锁

肝代码

有了以上理论做基础，我们开始etcd分布式锁的代码实现。

jetcd客户端

jetcd是etcd的Java客户端，它提供了丰富的接口来操作etcd，使用方便。

redis数据准备

初始化库存stock=300，再设置一个lucky=0，表示抢到库存的人，实际场景中可以是用户订单信息，每扣减一个库存，lucky便加1。

etcd分布式锁的实现

由于etcd的Lock接口有一套自己的实现，zookeeper的Lock接口也有自己的一套实现，redis…各种分布式锁实现方案都有自己的Lock，因此，我封装了一个模板方法：

/*** @program: distributed-lock* @description: 各种分布式锁的基类，模板方法* @author: 行百里者* @create: 2020/10/14 12:29**/
public class AbstractLock implements Lock {@Overridepublic void lock() {throw new RuntimeException("请自行实现该方法");}@Overridepublic void lockInterruptibly() throws InterruptedException {throw new RuntimeException("请自行实现该方法");}@Overridepublic boolean tryLock() {throw new RuntimeException("请自行实现该方法");}@Overridepublic boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {throw new RuntimeException("请自行实现该方法");}@Overridepublic void unlock() {throw new RuntimeException("请自行实现该方法");}@Overridepublic Condition newCondition() {throw new RuntimeException("请自行实现该方法");}
}

有了这个模板方法之后，后续分布式锁的实现均可以继承这个模板方法类。

etcd分布式锁的实现：

@Data
public class EtcdDistributedLock extends AbstractLock {private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(EtcdDistributedLock.class);private Client client;private Lock lockClient;private Lease leaseClient;private String lockKey;//锁路径，方便记录日志private String lockPath;//锁的次数private AtomicInteger lockCount;//租约有效期。作用 1：客户端崩溃，租约到期后自动释放锁，防止死锁 2：正常执行自动进行续租private Long leaseTTL;//续约锁租期的定时任务，初次启动延迟，默认为1s，根据实际业务需要设置private Long initialDelay = 0L;//定时任务线程池ScheduledExecutorService scheduledExecutorService;//线程与锁对象的映射private final ConcurrentMap<Thread, LockData> threadData = Maps.newConcurrentMap();public EtcdDistributedLock(Client client, String lockKey, Long leaseTTL, TimeUnit unit) {this.client = client;this.lockClient = client.getLockClient();this.leaseClient = client.getLeaseClient();this.lockKey = lockKey;this.leaseTTL = unit.toNanos(leaseTTL);scheduledExecutorService = Executors.newSingleThreadScheduledExecutor();}@Overridepublic void lock() {}@Overridepublic void unlock() {}
}

其中lock方法的实现：

@Override
public void lock() {Thread currentThread = Thread.currentThread();LockData existsLockData = threadData.get(currentThread);//System.out.println(currentThread.getName() + " 加锁 existsLockData：" + existsLockData);//锁重入if (existsLockData != null && existsLockData.isLockSuccess()) {int lockCount = existsLockData.lockCount.incrementAndGet();if (lockCount < 0) {throw new Error("超出etcd锁可重入次数限制");}return;}//创建租约，记录租约idlong leaseId;try {leaseId = leaseClient.grant(TimeUnit.NANOSECONDS.toSeconds(leaseTTL)).get().getID();//续租心跳周期long period = leaseTTL - leaseTTL / 5;//启动定时续约scheduledExecutorService.scheduleAtFixedRate(new KeepAliveTask(leaseClient, leaseId),initialDelay,period,TimeUnit.NANOSECONDS);//加锁LockResponse lockResponse = lockClient.lock(ByteSequence.from(lockKey.getBytes()), leaseId).get();if (lockResponse != null) {lockPath = lockResponse.getKey().toString(StandardCharsets.UTF_8);LOGGER.info("线程：{} 加锁成功，锁路径：{}", currentThread.getName(), lockPath);}//加锁成功，设置锁对象LockData lockData = new LockData(lockKey, currentThread);lockData.setLeaseId(leaseId);lockData.setService(scheduledExecutorService);threadData.put(currentThread, lockData);lockData.setLockSuccess(true);} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {e.printStackTrace();}
}

简而言之，加锁的代码就是按照如下步骤来的：

检查锁重入性
设置租约
开启定时任务心跳检查
阻塞获取锁
加锁成功，设置锁对象

业务处理完成（扣减库存）后，解锁：

@Override
public void unlock() {Thread currentThread = Thread.currentThread();//System.out.println(currentThread.getName() + " 释放锁..");LockData lockData = threadData.get(currentThread);//System.out.println(currentThread.getName() + " lockData " + lockData);if (lockData == null) {throw new IllegalMonitorStateException("线程：" + currentThread.getName() + " 没有获得锁，lockKey：" + lockKey);}int lockCount = lockData.lockCount.decrementAndGet();if (lockCount > 0) {return;}if (lockCount < 0) {throw new IllegalMonitorStateException("线程：" + currentThread.getName() + " 锁次数为负数，lockKey：" + lockKey);}try {//正常释放锁if (lockPath != null) {lockClient.unlock(ByteSequence.from(lockPath.getBytes())).get();}//关闭续约的定时任务lockData.getService().shutdown();//删除租约if (lockData.getLeaseId() != 0L) {leaseClient.revoke(lockData.getLeaseId());}} catch (InterruptedException | ExecutionException e) {//e.printStackTrace();### 最后> **笔者已经把面试题和答案整理成了面试专题文档，有想获取到借鉴参考的朋友：点赞关注后，[戳这里即可免费领取](https://gitee.com/vip204888/java-p7)**![image](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/24665a3f512164a3f895b0e4f4726b90.png)![image](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/d17764a544b93f81a76f27a12d7b603d.png)![image](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/047f1898e0b3432ffaabe55912dda465.png)![image](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/90e4b9e81ed9f702356d96a16d1e575b.png)![image](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/9774a4f7ca0f235e3ac51c5afdfa2452.png)m/vip204888/java-p7)**[外链图片转存中...(img-teUTlbj0-1628283604838)][外链图片转存中...(img-RgoMQYlT-1628283604839)][外链图片转存中...(img-dJ6Doyu2-1628283604840)][外链图片转存中...(img-LSmidihU-1628283604841)][外链图片转存中...(img-opo6nR2o-1628283604842)]![image](https://img-blog.csdnimg.cn/img_convert/8a02592cd22916e3e750d045a5ee6d00.png)

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