Redis分布式锁实现简述

本文主要是介绍Redis分布式锁实现简述，对大家解决编程问题具有一定的参考价值，需要的程序猿们随着小编来一起学习吧！

一、分布式锁使用的情形如下，下图中单机锁不能保证资源互斥

一般来说分布式锁使用第三方（外部）系统来保证互斥，常见的有Zookeeper，MySQL，Redis，所有的分布式锁构建都应该注意以下几点要素

1：不能有死锁，进程不能因为出现异常就不释放锁

2：进程在锁上要有唯一标识，只能释放自己加的锁

3：保证对锁的操作是原子性的

4：锁租期

本博客主要介绍使用Redis构建分布式锁，先从简单的开始说明

1：既然是锁，那就需要使用Redis实现互斥的逻辑，使用最简单的String类型K-V格式

127.0.0.1:6379> SETNX dlock 1
(integer) 1         #进程1

127.0.0.1:6379> SETNX dlock 1
(integer) 0          #进程2

加锁成功的进程，就可以去操作被锁住的共享资源了，当操作完成后接着释放锁就可以了。

127.0.0.1:6379> DEL dlock // 释放锁
(integer) 1        #进程1释放锁

既然加锁是SETNX，解锁就可以直接DEL，这种简单的步骤大致就是这样：

 但是，这种实现方式是存在问题的：

1：拿到锁的进程1操作共享资源时（例如调用API）阻塞住了，出异常了，不能释放锁

2：进程1被kill掉了

这样的话违背了上面说的，实现分布式锁的注意事项，出现了死锁

2：要解决死锁的问题，只要设置进程对锁的使用时间就好了，简单来说直接给这个key加上过期时间就行了，这样的话就算进程死掉了锁还是能释放的

127.0.0.1:6379> SET dlock 1 EX 10 NX
OK        #进程1加锁

虽然这样确实避免了死锁的问题，但是会存在如下新的两个问题

1：进程1加锁成功，开始进行业务操作

2：进程1业务时间，超过了锁的过期时间，锁被自动释放（锁租期不够）

3：进程2加锁成功，开始操作共享资源

4：进程1操作共享资源完成，释放锁（释放了非本进程的锁）

问题1：锁租期不够

这个问题人为的估算肯定是不行的，因为无法预知进程x执行业务到底需要多少时间，估算长了浪费锁资源，短了就锁不住资源，出现了资源不互斥的问题

目前通用的解决方法是：加锁时，先设置一个过期时间，然后我们开启一个守护线程/进程，定时去检测这个锁的失效时间，如果锁快要过期了，业务还未完成，那么就自动对锁进行续期，重新设置过期时间，避免锁过期

Redisson就是使用该方式进行锁租期的续费，类似于下图

这样就可以解决问题了，避免锁提前到期产生的一系列问题

问题2：释放了非本进程的锁

这个问题主要是因为进程在释放锁的时候不知道锁的持有者是谁，这一点其实很好解决，就类似于Monitor Record那种，在加一个进程/线程标识就可以了，只要记住锁是谁持有的就行

127.0.0.1:6379> SET dlock {pid} EX 20 NX

这样在释放锁的时候只需要判断下就可以了，很方便，业务代码这么写

RBucket<Long> bucket = client.getBucket("dLock");
if (Thread.currentThread().getId() == bucket.get()){
    // todo 释放锁
}

但是，获取锁的Value和删除锁，在业务里不是原子性操作，就会导致

1：进程1执行GET，判断锁是自己的

2：进程2执行了上面的SET命令，获取到锁（发生概率比较低但是还是有可能的）

3：进程1执行DEL，却释放了客户端 2 的锁（又出现了释放别人的锁的问题）

这个时候就得用Lua脚本来执行获取-删除这个业务了，Redis也可以执行Lua脚本，因为Redis在命令执行的过程中是单线程的，所以不会被其他进程中途插入执行，脚本逻辑类似于这样

if redis.call("GET",KEYS[1]) == ARGV[1]
then
    return redis.call("DEL",KEYS[1])
else
    return 0
end

这样，释放他人的锁的问题也算是解决了

现在Redis的加锁/解锁的流程已经很流畅了，解决了刚刚提出的问题，总结如下：

1：加锁：SET key {pid} EX {time} NX

2：执行业务访问资源

3：释放锁，这里使用脚本

到现在为止，对分布式锁的讲解还是停留在，非主从模式下的redis，一般来说正式环境都是使用主从模式或者是cluster模式，所以还会有新的问题产生，这个问题流到下期再介绍

这篇关于Redis分布式锁实现简述的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对大家有所帮助，也希望大家多多支持为之网！