北京百思可瑞教育：使用Redis实现分布式锁

原创

用户1162104

发布于 2025-08-26 09:19:53

20400

代码可运行

文章被收录于专栏：北京百思可瑞教育北京百思可瑞教育北京百思教育百思可瑞教育

运行总次数：0

代码可运行

以下是使用Redis实现分布式锁的详细步骤和示例代码：

1. 核心实现原理

分布式锁需要满足三个关键特性：

互斥性：同一时刻只有一个客户端能持有锁
容错性：锁自动释放（防止死锁）
原子性：获取锁和设置超时时间必须原子操作

2. 基础实现方案

2.1 获取锁

import redis
import uuid

client = redis.Redis()

def acquire_lock(lock_key, expire_time=10):
    identifier = str(uuid.uuid4())  # 唯一标识锁持有者
    # 原子操作：只有当key不存在时才设置，并设置过期时间
    result = client.set(lock_key, identifier, nx=True, ex=expire_time)
    return identifier if result else None

2.2 释放锁

def release_lock(lock_key, identifier):
    # 使用Lua脚本保证原子性：先验证值再删除
    lua_script = """
    if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
        return redis.call("del", KEYS[1])
    else
        return 0
    end
    """
    return client.eval(lua_script, 1, lock_key, identifier)

3. 关键注意事项

3.1 锁续期问题

场景：业务处理时间可能超过锁过期时间
解决方案：
- 启动后台线程定期续期（看门狗机制）
- 确保业务逻辑能在锁过期前完成

3.2 误删问题

原因：客户端A因GC停顿导致锁过期，客户端B获取锁后，A恢复并误删B的锁
解决方案：
- 使用唯一标识符验证持有者（如示例中的UUID）
- 释放锁时严格校验标识符

3.3 Redis集群部署

单点风险：主节点宕机可能导致锁状态丢失
RedLock算法：在N/2+1个节点上获取锁（需权衡复杂度）

4. 完整使用示例

lock_key = "order_lock"
identifier = acquire_lock(lock_key)

if identifier:
    try:
        # 执行业务逻辑（如创建订单）
        print("Processing critical section...")
    finally:
        # 确保最终释放锁
        release_lock(lock_key, identifier)
else:
    print("Failed to acquire lock")

5. 性能优化建议

锁粒度：尽量缩小锁范围（如订单ID级锁代替全局锁）
重试机制：获取锁失败后加入随机退避时间
监控报警：监控锁等待时间和持有时间异常

6. 替代方案对比

方案	优点	缺点
Redis单节点	简单高效	存在单点故障风险
RedLock	高可用	实现复杂，性能开销大
Zookeeper/etcd	强一致性，天然支持锁	吞吐量较低，依赖外部系统