redis 都用联锁

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mob649e816594b7 2024-08-30 08:39:53 ©著作权

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使用 Redis 实现分布式锁

在现代分布式系统中，经常需要对某些关键资源进行加锁，以避免多个线程或进程同时修改数据，从而导致数据的不一致。Redis 提供了高效的分布式锁实现。本文将介绍如何在项目中实现 Redis 的分布式锁，并提供相关代码示例和必要的解释。

分布式锁的流程

下面是实现分布式锁的基本流程：

步骤	描述
1. 获取锁	通过 Redis 尝试获取锁
2. 处理逻辑	如果获取锁成功，执行具体业务逻辑
3. 释放锁	业务逻辑完成后，释放锁
4. 错误处理	处理获取锁失败的情况

详细说明每一步

步骤 1：获取锁

在 Redis 中，可以使用 SETNX 命令来尝试获取一个锁。SETNX （SET if Not eXists）命令只有在键不存在时才会设置值。

以下是获取锁的代码：

import redis
import time
import uuid

# 连接到 Redis
r = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 定义一个获取锁的函数
def acquire_lock(lock_name, acquire_time=10):
    lock_id = str(uuid.uuid4())  # 生成唯一锁标识
    lock_acquired = r.set(lock_name, lock_id, nx=True, ex=acquire_time)
    
    if lock_acquired:
        return lock_id  # 返回锁标识
    return False  # 获取锁失败

代码说明：

使用 uuid库生成一个唯一标识，确保同一时间只有一个进程持有锁。
nx=True 表示只在键不存在时设置值。
ex=acquire_time 设置锁的过期时间，防止死锁。

步骤 2：处理逻辑

一旦获取到锁，我们就可以进行相应的业务操作。

def some_business_logic():
    # 模拟业务处理
    print("执行业务逻辑")
    time.sleep(5)  # 假设业务逻辑需要5秒完成

步骤 3：释放锁

业务逻辑完成后，应该释放锁，以便其他进程获取锁。

释放锁的代码如下：

def release_lock(lock_name, lock_id):
    # 使用 Lua 脚本确保只有持有锁的进程才能释放锁
    lua_script = """
    if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
        return redis.call("del", KEYS[1])
    else
        return 0
    end
    """
    r.eval（lua_script, 1, lock_name, lock_id)

代码说明：

通过 Lua 脚本保证只有持有锁的进程才能释放锁，避免其他进程误删除。

步骤 4：错误处理

在分布式系统中，获取锁可能失败，我们需要对这种情况进行处理。可以设置重试机制。

def distributed_lock_example(lock_name):
    lock_id = acquire_lock(lock_name)
    if not lock_id:
        print("未能获取锁，操作失败")
        return

    try:
        some_business_logic()
    finally:
        release_lock(lock_name, lock_id)

代码说明：

如果无法获取锁，将输出提示，并退出。
使用 try...finally 语句块确保即使在执行过程中出现异常，也能释放锁。

序列图

接下来，我们使用mermaid语法展示业务处理流程的序列图：

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Redis
    Client->>Redis: SETNX lock_name
    alt 锁获取成功
        Redis-->>Client: true (锁ID)
        Client->>Client: 执行业务逻辑
        Client->>Redis: 释放锁
    else 锁获取失败
        Redis-->>Client: false
    end

类图

我们可以通过以下 mermaid 语法展示上述代码的类图：

classDiagram
    class RedisLock {
        +acquire_lock(lock_name, acquire_time)
        +release_lock(lock_name, lock_id)
        +some_business_logic()
    }