Redis分布式锁的简单实现

Posted 2021-06-26 风在哪

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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Redis分布式锁的简单实现相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

Redis分布式锁

随着业务发展的需要，原来单机部署的系统演化成分布式集群系统之后，由于分布式系统多线程、多进程并且分布在不同的机器上，使得原来单机部署情况下的并发控制策略失效，单纯的Java API并不能提供分布式锁的能力，为了解决这个问题就需要一种跨JVM的互斥机制来控制共享资源的访问，这就是分布式锁要解决的问题。

也就是说，当我们使用分布式锁时，该锁多分布式系统内的所有应用都有效。

分布式锁的主流实现方案有多种，包括基于数据库实现的分布式锁、基于缓存(如redis)实现(性能最高)、基于zookeeper实现(可靠性最高)。本节主要讲基于redis实现的分布式锁。

setnx命令实现分布式锁

setnx key value

setnx只有当key不存在的情况下，才将key的值设置为value，若key已经存在，那么setnx命令不做任何操作。

例如：

当我们初次调用setnx命令设置lock的值时，lock还不存在，所以可以设置成功，后续再调用setnx设置相同的key，也就是lock时，却无法设置成功，这就是setnx的作用。

其实setnx就是[SET if Not eXists(如果不存在则SET)]的简写。

那么加锁之后我们如何释放锁呢，此时就需要调用del命令删除key，以此来释放锁。

也就是将对应的key删除掉就释放了相应的锁了。

所以，redis实现分布式锁需要setnx和del这两个指令来完成加锁和解锁。

redis分布式锁优化-UUID防误删

首先我们来看看redis分布式锁的流程：

加锁并设置过期时间
进行业务处理
del操作释放锁

假如此时我们的A服务在第2步由于机器的原因卡住了，并且卡顿的时间超过了我们设置的过期时间。此时，B服务获得了相同的分布式锁。

此时A服务从卡顿状态恢复，并且处理完业务，继续执行了del操作，那么此时del操作删除的是B服务的分布式锁，这会导致一系列的问题。

这种问题如何解决呢，其实解决的方式很简单：

加锁并设置过期时间，加锁时需要设置锁的值为UUID(其实不是UUID也可以，只要不同的服务产生的值不同即可，主要作用就是标识不同的加锁对象)
进行业务处理
首先获取锁的值，判断是否与自身的UUID值相等，如果相等则证明这是我们加的分布式锁，可以进行删除，否则就不能删除，因为这是其他服务加的锁。

具体代码很简单，这里不再展示啦！

redis分布式锁优化-原子性操作实现锁的删除操作

其实我们使用UUID删除分布式锁的话还是存在一定的问题：

当A服务判断了分布式锁的UUID与自身的UUID值相等，那就准备进行删除操作，但是此时，分布式锁正好过期，B服务获得了这个分布式锁，A服务还是会进行del操作删除分布式锁，那么又成了删除B服务的分布式锁。这里又产生了问题，那么我们如何解决呢？

我们可以通过原子性操作来解决这个问题。

通过如下代码可以使用Lua脚本实现原子操作：

@GetMapping("testLockLua")
public void testLockLua() {
    //1 声明一个uuid ,将做为一个value 放入我们的key所对应的值中
    String uuid = UUID.randomUUID().toString();
    //2 定义一个锁：lua 脚本可以使用同一把锁，来实现删除！
    String locKey = "lock"; // 锁住的是每个商品的数据

    // 3 获取锁
    Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(locKey, uuid, 3, TimeUnit.SECONDS);

    // 第一种： lock 与过期时间中间不写任何的代码。
    // redisTemplate.expire("lock",10, TimeUnit.SECONDS);//设置过期时间
    // 如果true
    if (lock) {
        // 执行的业务逻辑开始
        // 获取缓存中的num 数据
        Object value = redisTemplate.opsForValue().get("num");
        // 如果是空直接返回
        if (StringUtils.isEmpty(value)) {
            return;
        }
        // 不是空 如果说在这出现了异常！ 那么delete 就删除失败！ 也就是说锁永远存在！
        int num = Integer.parseInt(value + "");
        // 使num 每次+1 放入缓存
        redisTemplate.opsForValue().set("num", String.valueOf(++num));
        /*使用lua脚本来锁*/
        // 定义lua 脚本
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        // 使用redis执行lua执行
        DefaultRedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setScriptText(script);
        // 设置一下返回值类型 为Long
        // 因为删除判断的时候，返回的0,给其封装为数据类型。如果不封装那么默认返回String 类型，
        // 那么返回字符串与0 会有发生错误。
        redisScript.setResultType(Long.class);
        // 第一个要是script 脚本 ，第二个需要判断的key，第三个就是key所对应的值。
        redisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(locKey), uuid);
    } else {
        // 其他线程等待
        try {
            // 睡眠
            Thread.sleep(1000);
            // 睡醒了之后，调用方法。
            testLockLua();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}