如何优雅的使用Redis实现分布式锁

AI码师

发布于 2020-11-19 15:57:50

9010

发布于 2020-11-19 15:57:50

文章被收录于专栏：分布式｜微服务｜性能优化｜并发编程｜源码分析

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为什么要使用分布式锁？

我们在多线程开发过程中，肯定没避免不了使用锁，jdk中也提供了大量的锁功能，但是我们为什么还要手动开发一个分布式锁呢，原因在于我们在传统项目中使用的锁是在同一个进程中的，他们能够相互访问到彼此的资源信息，但是在分布式中，每个项目都是跑在不同的进程中的，他们无法共享资源信息，所以就需要一个能够在不同进程之间进行“通信”的第三方来实现这个功能，那么redis其实就具备这种功能的。

redis实现分布式锁的原理

其实redis实现的原理主要就是某个线程现在redis里面占个坑，然后后面的人进来的时候看见这个坑被占用的话，就一直等待别人释放这个坑或者放弃，释放之后，他再去抢占。

分布式锁的简单实现

#抢占一个坑,使用setnx指令，如果别人创建过，则设置失败，即对应获取锁失败 setnx lock:user_yang true#实现我们的业务逻辑，逻辑处理完之后，调用del指令释放锁 #如果抢占锁的线程挂掉了，锁就会一直不能释放，就会造成资源一直被占用，所以可以设置一个超期时间，到点自动释放锁 expire lock:user_yang 10 del lock:user_yang

问题：如果在设置锁和设置超时时间中间出现问题了，没有设置上超时怎么办，也会无法释放锁？是不是只要保证原子性操作就好了。

为了解决上面的问题，redis2.8中，作者加入了set命令的扩展操作，使得setnx和expire可以一起执行，保证他们的原子操作。

加强版分布式锁

set lock:user_yang true ex 5 nx
...
del lock:user_yang

超时问题

超时问题指的是当我们业务代码执行的时间超过了设置锁的时间，就会导致锁释放被其他线程占用，就会导致临界区的代码不能得到严格的执行，而且当主业务代码执行后，就会去释放这个锁，这个会导致将别人的锁释放，又会引发一系列的问题。

解决方案在设置锁的时候，随机塞入一个值，删除锁之前先比较这个值，如果和之前设置的值相同，则删除，否则不删除。
原子性问题因为比较和删除不是原子性操作，会不会引发新的问题，但是redis有没有提供这样的原子性操作指令
解决方案2 使用LUA脚本

# delifequals
if redis.call(“get”,KEYS[1]) == ARGV[1] then
 return redis.call(“del”,KEYS[1])
else
 return 0
end

java实现分布式锁

引入依赖

 <dependency
     <groupIdredis.clients</groupId
     <artifactIdjedis</artifactId
     <version2.9.0</version
 </dependency

公用常量

private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;

获取锁

     /**
     * 尝试获取分布式锁
     * @param jedis Redis客户端
     * @param lockKey 锁
     * @param requestId 请求标识
     * @param expireTime 超期时间
     * @return 是否获取成功
     */
    public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
        if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

释放锁

    /**
     * 释放分布式锁
     * @param jedis Redis客户端
     * @param lockKey 锁
     * @param requestId 请求标识
     * @return 是否释放成功
     */
    public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));
        if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

客户端演示

 @Test
    public void getLock(){
        Jedis jedis = new Jedis("172.16.51.129",6379);
        String requestId = UUID.randomUUID().toString();
        boolean boolSuccess = RedisUtils.tryGetDistributedLock(jedis, "lock:user_yang",requestId, 10);
        if(boolSuccess){
            System.out.println("成功获取锁");
        }else{
            System.out.println("获取锁失败");
        }
        boolSuccess = RedisUtils.tryGetDistributedLock(jedis, "lock:user_yang", requestId, 10);
        if(boolSuccess){
            System.out.println("成功获取锁");
        }else{
            System.out.println("获取锁失败");
        }
        boolSuccess = RedisUtils.releaseDistributedLock(jedis, "lock:user_yang", requestId);
        if(boolSuccess){
            System.out.println("释放锁成功");
        }else{
            System.out.println("释放锁失败");
        }
    }