分布式锁分析：使用Redis实现分布式事务中的锁机制

Posted 2021-05-18 攻城狮Chova

分布式协调服务

• Zookeeper是分布式协调服务框架
• 分布式协调技术: 主要用来解决分布式环境当中多个进程之间的同步控制,让进程有序的去访问某种临界资源,防止造成"脏数据"的后果
• 分布式协调技术的核心就是实现分布式锁

分布式锁

• 分布式锁: 为了防止分布式系统中的多个进程之间相互干扰,需要分布式协调技术对进程进行调度,这个分布式协调技术的核心就是实现分布式锁

分布式锁条件

• 在分布式系统环境下,一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行
• 高可用的获取锁与释放锁
• 高性能的获取锁与释放锁
• 具备可重入特性
• 具备锁失效机制,防止死锁
• 具备非阻塞锁特性

分布式锁的实现

• Zookeeper
• Redis
• Memcached
• Chubby

Redis分布式锁的实现

• 分布式锁实现的三个核心要素:加锁,解锁,锁超时
• Redis是单线程的

加锁

• 使用setnx命令
• key是锁的唯一标识,按业务来决定命名
• value可以设置成任意值
• 当一个线程执行setnx返回1,说明key原本不存在,该线程成功得到锁.当一个线程执行setnx返回0,说明key已经存在,该线程抢锁失败

解锁

• 当得到锁的线程执行完任务,需要释放锁,以便其它线程可以进入,使用del指令释放锁之后,其它线程就可以继续执行setnx命令获得锁

锁超时

• 一个得到所得线程在执行任务的过程中出现问题,不能显式释放锁,这些资源将永远被锁住,造成死锁的状态
• setnx的key要设置一个超时时间,保证锁没有被显式释放时,会在一定时间后自动释放.setnx不支持超时参数,需要额外的指令expire

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• Redis分布式锁问题:
  • 非原子性操作:
    • 解决方案: 通过使用set命令set(key,value,expire) 设置为原子操作
  • 误删锁:
    • 在设置锁超时的情况下,操作没有完成,当操作完成时,del命令删除的是其它进程的锁
    • 解决方案: 判断是否为本进程的锁.带着key和value=threadID线程ID判断是否为本进程的锁
  • 在设置锁超时的情况下,操作没有完成
    • 解决方案: 释放锁时判断操作是否完成, 增加守护线程:为锁超时加时,延迟释放