图解 Redis 分布式锁，写得太好了！

Posted 2022-11-24 Java技术栈

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了图解 Redis 分布式锁，写得太好了！相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

分布式锁的演进

基本原理

我们可以同时去一个地方“占坑”，如果占到，就执行逻辑。否则就必须等待，直到释放锁。“占坑”可以去redis，可以去数据库，可以去任何大家都能访问的地方。等待可以自旋的方式。

阶段一

public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() 
        //阶段一
        Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
        //获取到锁，执行业务
        if (lock) 
            Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
            //删除锁，如果在此之前报错或宕机会造成死锁
            stringRedisTemplate.delete("lock");
            return categoriesDb;
        else 
            //没获取到锁，等待100ms重试
            try 
                Thread.sleep(100);
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
            return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
        
    

public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCategoryMap() 
        ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
        String catalogJson = ops.get("catalogJson");
        if (StringUtils.isEmpty(catalogJson)) 
            System.out.println("缓存不命中，准备查询数据库。。。");
            Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb= getCategoriesDb();
            String toJSONString = JSON.toJSONString(categoriesDb);
            ops.set("catalogJson", toJSONString);
            return categoriesDb;
        
        System.out.println("缓存命中。。。。");
        Map<String, List<Catalog2Vo>> listMap = JSON.parseObject(catalogJson, new TypeReference<Map<String, List<Catalog2Vo>>>() );
        return listMap;

问题：　setnx占好了位，业务代码异常或者程序在页面过程中宕机。没有执行删除锁逻辑，这就造成了死锁

解决： 设置锁的自动过期，即使没有删除，会自动删除

阶段二

 public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() 
        Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
        if (lock) 
            //设置过期时间
            stringRedisTemplate.expire("lock", 30, TimeUnit.SECONDS);
            Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
            stringRedisTemplate.delete("lock");
            return categoriesDb;
        else 
            try 
                Thread.sleep(100);
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
            return getCatalogJsonDbWithRedisLock();

问题： setnx设置好，正要去设置过期时间，宕机。又死锁了。

解决： 设置过期时间和占位必须是原子的。redis支持使用setnx ex命令。

推荐一个开源免费的 Spring Boot 最全教程：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

阶段三

public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() 
    //加锁的同时设置过期时间，二者是原子性操作
    Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "1111",5, TimeUnit.SECONDS);
    if (lock) 
        Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
        //模拟超长的业务执行时间
        try 
            Thread.sleep(6000);
         catch (InterruptedException e) 
            e.printStackTrace();
        
        stringRedisTemplate.delete("lock");
        return categoriesDb;
    else 
        try 
            Thread.sleep(100);
         catch (InterruptedException e) 
            e.printStackTrace();
        
        return getCatalogJsonDbWithRedisLock();

问题：　删除锁直接删除？？？如果由于业务时间很长，锁自己过期了，我们直接删除，有可能把别人正在持有的锁删除了。

解决： 占锁的时候，值指定为uuid，每个人匹配是自己的锁才删除。

阶段四

public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() 
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();
        ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
      //为当前锁设置唯一的uuid，只有当uuid相同时才会进行删除锁的操作
        Boolean lock = ops.setIfAbsent("lock", uuid,5, TimeUnit.SECONDS);
        if (lock) 
            Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
            String lockValue = ops.get("lock");
            if (lockValue.equals(uuid)) 
                try 
                    Thread.sleep(6000);
                 catch (InterruptedException e) 
                    e.printStackTrace();
                
                stringRedisTemplate.delete("lock");
            
            return categoriesDb;
        else 
            try 
                Thread.sleep(100);
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
            return getCatalogJsonDbWithRedisLock();

问题： 如果正好判断是当前值，正要删除锁的时候，锁已经过期，别人已经设置到了新的值。那么我们删除的是别人的锁

解决： 删除锁必须保证原子性。使用redis+Lua脚本完成

阶段五-最终形态

 public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() 
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();
        ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
        Boolean lock = ops.setIfAbsent("lock", uuid,5, TimeUnit.SECONDS);
        if (lock) 
            Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
            String lockValue = ops.get("lock");
            String script = "if redis.call(\\"get\\",KEYS[1]) == ARGV[1] then\\n" +
                    "    return redis.call(\\"del\\",KEYS[1])\\n" +
                    "else\\n" +
                    "    return 0\\n" +
                    "end";
            stringRedisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<Long>(script, Long.class), Arrays.asList("lock"), lockValue);
            return categoriesDb;
        else 
            try 
                Thread.sleep(100);
             catch (InterruptedException e) 
                e.printStackTrace();
            
            return getCatalogJsonDbWithRedisLock();

保证加锁【占位+过期时间】和删除锁【判断+删除】的原子性。更难的事情，锁的自动续期。

Spring Boot 基础就不介绍了，推荐看这个免费教程：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

Redisson

Redisson是一个在Redis的基础上实现的Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid）。它不仅提供了一系列的分布式的Java常用对象，还提供了许多分布式服务。

其中包括(BitSet, Set, Multimap, SortedSet, Map, List, Queue, BlockingQueue, Deque, BlockingDeque, Semaphore, Lock, AtomicLong, CountDownLatch, Publish / Subscribe, Bloom filter, Remote service, Spring cache, Executor service, Live Object service, Scheduler service)

Redisson提供了使用Redis的最简单和最便捷的方法。Redisson的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离（Separation of Concern），从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

更多请参考官方文档：