Redis实现分布式锁的7种方案

2023-07-19 14:40| 来源: 网络整理| 查看: 265

种方案前言

日常开发中，秒杀下单、抢红包等等业务场景，都需要用到分布式锁。而Redis非常适合作为分布式锁使用。本文将分七个方案展开，跟大家探讨Redis分布式锁的正确使用方式。如果有不正确的地方，欢迎大家指出哈，一起学习一起进步。

什么是分布式锁方案一：SETNX + EXPIRE 方案二：SETNX + value值是（系统时间+过期时间）方案三：使用Lua脚本(包含SETNX + EXPIRE两条指令) 方案四：SET的扩展命令（SET EX PX NX）方案五：SET EX PX NX + 校验唯一随机值,再释放锁方案六: 开源框架~Redisson 方案七：多机实现的分布式锁Redlock 什么是分布式锁 ❝

分布式锁其实就是，控制分布式系统不同进程共同访问共享资源的一种锁的实现。如果不同的系统或同一个系统的不同主机之间共享了某个临界资源，往往需要互斥来防止彼此干扰，以保证一致性。

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我们先来看下，一把靠谱的分布式锁应该有哪些特征：

「互斥性」: 任意时刻，只有一个客户端能持有锁。「锁超时释放」：持有锁超时，可以释放，防止不必要的资源浪费，也可以防止死锁。「可重入性」:一个线程如果获取了锁之后,可以再次对其请求加锁。「高性能和高可用」：加锁和解锁需要开销尽可能低，同时也要保证高可用，避免分布式锁失效。「安全性」：锁只能被持有的客户端删除，不能被其他客户端删除 Redis分布式锁方案一：SETNX + EXPIRE

提到Redis的分布式锁，很多小伙伴马上就会想到setnx+ expire命令。即先用setnx来抢锁，如果抢到之后，再用expire给锁设置一个过期时间，防止锁忘记了释放。

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SETNX 是SET IF NOT EXISTS的简写.日常命令格式是SETNX key value，如果 key不存在，则SETNX成功返回1，如果这个key已经存在了，则返回0。

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假设某电商网站的某商品做秒杀活动，key可以设置为key_resource_id,value设置任意值，伪代码如下：

if（jedis.setnx(key_resource_id,lock_value) == 1）{ //加锁 expire（key_resource_id，100）; //设置过期时间 try { do something //业务请求 }catch(){ } finally { jedis.del(key_resource_id); //释放锁 }}

但是这个方案中，setnx和expire两个命令分开了，「不是原子操作」。如果执行完setnx加锁，正要执行expire设置过期时间时，进程crash或者要重启维护了，那么这个锁就“长生不老”了，「别的线程永远获取不到锁啦」。

Redis分布式锁方案二：SETNX + value值是(系统时间+过期时间)

为了解决方案一，「发生异常锁得不到释放的场景」，有小伙伴认为，可以把过期时间放到setnx的value值里面。如果加锁失败，再拿出value值校验一下即可。加锁代码如下：

long expires = System.currentTimeMillis() + expireTime; //系统时间+设置的过期时间String expiresStr = String.valueOf(expires);

// 如果当前锁不存在，返回加锁成功if (jedis.setnx(key_resource_id, expiresStr) == 1) { return true;} // 如果锁已经存在，获取锁的过期时间String currentValueStr = jedis.get(key_resource_id);

// 如果获取到的过期时间，小于系统当前时间，表示已经过期if (currentValueStr != null && Long.parseLong(currentValueStr) 30ms+40ms+50ms+4m0s+50ms）如果取到了锁，key的真正有效时间就变啦，需要减去获取锁所使用的时间。如果获取锁失败（没有在至少N/2+1个master实例取到锁，有或者获取锁时间已经超过了有效时间），客户端要在所有的master节点上解锁（即便有些master节点根本就没有加锁成功，也需要解锁，以防止有些漏网之鱼）。 ❞

简化下步骤就是：

按顺序向5个master节点请求加锁根据设置的超时时间来判断，是不是要跳过该master节点。如果大于等于3个节点加锁成功，并且使用的时间小于锁的有效期，即可认定加锁成功啦。如果获取锁失败，解锁！

Redisson实现了redLock版本的锁，有兴趣的小伙伴，可以去了解一下哈~

参考与感谢 redis系列：分布式锁[1] 浅析 Redis 分布式锁解决方案[2] 细说Redis分布式锁🔒[3] Redlock：Redis分布式锁最牛逼的实现 Reference [1]

redis系列：分布式锁:https://juejin.cn/post/6844903656911798285

[2]

浅析 Redis 分布式锁解决方案:https://www.infoq.cn/article/dvaaj71f4fbqsxmgvdce

[3]

细说Redis分布式锁🔒:https://juejin.cn/post/6844904082860146695#heading-3

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