项目方案：使用Redis实现全局锁来避免死锁

1. 背景介绍

在分布式系统中，为了避免并发操作导致的数据混乱或冲突，我们通常会使用锁机制来控制对共享资源的访问。Redis作为一个高性能的内存数据库，提供了一种简单而有效的全局锁实现方式。然而，如果在使用Redis全局锁的过程中不谨慎，可能会出现死锁的情况。

2. 死锁产生的原因

死锁是指两个或多个进程或线程在互相请求资源的时候，由于彼此持有对方需要的资源而无法继续执行的情况。在Redis全局锁的场景下，死锁通常是因为以下原因导致的：

  • 未设置超时时间：某个进程未在设定的时间内释放锁，导致其他进程无法获取锁。
  • 重入性问题：某个进程在持有锁的情况下再次请求获取锁，导致自身被阻塞。

为了避免死锁的发生，我们需要在实现Redis全局锁的过程中加入一些措施。

3. 项目方案

3.1 实现全局锁的代码示例

// 获取全局锁
function acquireLock(lockKey, requestId, expireTime) {
    return redis.set(lockKey, requestId, 'NX', 'EX', expireTime);
}

// 释放全局锁
function releaseLock(lockKey, requestId) {
    const script = `
        if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
            return redis.call("del", KEYS[1])
        else
            return 0
        end
    `;
    return redis.eval（script, 1, lockKey, requestId);
}

3.2 避免死锁的方案

  • 设置超时时间：在获取锁的时候，设置一个合理的超时时间，确保获取锁的进程在一定时间内能够释放锁。
  • 防止重入性问题：在获取锁之前，检查当前进程是否已经持有锁，如果已经持有，则不再重复获取。

3.3 类图

classDiagram
    class Lock {
        +acquireLock(lockKey, requestId, expireTime)
        +releaseLock(lockKey, requestId)
    }

3.4 序列图

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Lock
    Client->>Lock: acquireLock(lockKey, requestId, expireTime)
    Lock->>Redis: set(lockKey, requestId, 'NX', 'EX', expireTime)
    Redis-->>Lock: true
    Lock-->>Client: success

    Client->>Lock: releaseLock(lockKey, requestId)
    Lock->>Redis: eval（script, 1, lockKey, requestId)
    Redis-->>Lock: 1
    Lock-->>Client: success

4. 结论

在分布式系统中使用Redis全局锁能有效保护共享资源的并发访问，但需要注意避免死锁的发生。通过设置合理的超时时间和避免重入性问题，可以有效减少死锁的风险。在实际开发中，需要根据具体场景和需求综合考虑，制定合适的锁管理策略。