如何使用Redis Lua实现分布式锁

介绍

在分布式系统中，实现分布式锁是一个常见的需求。Redis作为一种高性能的内存数据库，提供了多种方式来实现分布式锁。其中，使用Redis Lua脚本是一种常见且可靠的方式。本文将教你如何使用Redis Lua实现分布式锁。

整体流程

下面是使用Redis Lua实现分布式锁的整体流程：

journey
    title 分布式锁流程

    section 请求加锁
    输入用户请求，包含要加锁的资源和锁的超时时间
    服务器生成唯一的锁标识符
    服务器使用Redis的SET命令尝试将锁标识符写入到Redis中
    若写入成功，则返回加锁成功
    若写入失败，则进入等待状态并轮询锁的状态

    section 锁状态轮询
    定时轮询Redis中的锁状态
    若锁的状态变为已释放，则重新尝试加锁
    若锁的状态变为超时，则重新尝试加锁
    若锁的状态仍为已加锁，则继续等待

    section 释放锁
    锁的使用者完成工作后，使用Redis的DEL命令删除锁标识符
    返回锁释放成功

详细步骤

下面将详细介绍每个步骤需要做的事情，并给出相应的代码示例。

请求加锁

首先，我们需要接收用户的请求，并生成唯一的锁标识符。然后尝试将锁标识符写入Redis中。

local lockKey = "resource:lock"
local lockValue = "unique_lock_value"
local lockTimeout = 10 -- 锁的超时时间，单位为秒

local result = redis.call('SET', lockKey, lockValue, 'NX', 'PX', lockTimeout * 1000)
if result then
    return "Lock acquired successfully"
else
    return "Failed to acquire lock"
end

代码解释：

  • lockKey：表示要加锁的资源在Redis中的键名。
  • lockValue：为了确保锁的唯一性，我们生成一个唯一的值作为锁的标识。
  • lockTimeout：表示锁的超时时间。单位为秒。
  • redis.call('SET', lockKey, lockValue, 'NX', 'PX', lockTimeout * 1000)：使用Redis的SET命令尝试将锁标识符写入Redis中。其中，NX表示只在键不存在时才设置键值，PX表示设置键的过期时间。lockTimeout * 1000将超时时间转换为毫秒。

锁状态轮询

若加锁失败，就需要进入锁状态轮询，定时检查锁的状态。

local lockKey = "resource:lock"
local lockValue = "unique_lock_value"
local lockTimeout = 10 -- 锁的超时时间，单位为秒
local pollingInterval = 1 -- 轮询间隔，单位为秒

local startTime = os.time()
while (os.time() - startTime) < lockTimeout do
    local lockStatus = redis.call('GET', lockKey)
    if lockStatus == lockValue then
        return "Lock acquired successfully"
    elseif not lockStatus then
        return "Lock acquisition failed"
    end
    redis.replicate_commands()
    redis.call('SLEEP', pollingInterval * 1000)
end

return "Lock acquisition timed out"

代码解释：

  • pollingInterval：表示轮询的间隔时间。单位为秒。
  • startTime：记录开始轮询的时间。
  • while (os.time() - startTime) < lockTimeout：在锁的超时时间内进行轮询。
  • lockStatus = redis.call('GET', lockKey)：获取锁的当前状态。
  • redis.replicate_commands()：确保在Redis集群中使用复制命令。
  • redis.call('SLEEP', pollingInterval * 1000)：休眠指定的轮询间隔时间。

释放锁

锁的使用者完成工作后，需要释放锁。

local lockKey = "resource:lock"
local lock