redis如何实现分布式锁的 redis实现分布式锁的缺点

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mob64ca1410eb61 2023-12-10 09:34:20

文章标签 redis如何实现分布式锁的 redis redis+lua 可重入锁分布式下的锁 文章分类 Redis 数据库

一、锁，你了解多少？

二、设计分布式锁应该考虑的东西

三、可重入锁你知道吗？

四、分布式锁的选型实现

五、Redis实现分布式锁的坑你发现了吗

一、锁，你了解多少？

有本地锁：synchronize、lock等，锁在当前进程内，分布式集群部署下依旧存在锁失效问题

还有分布式锁：redis、zookeeper等实现，虽然还是锁，但是多个进程共用的锁标记，可以用Redis、Zookeeper、Mysql等都可以

redis如何实现分布式锁的 redis实现分布式锁的缺点_可重入锁

二、设计分布式锁应该考虑的东西

排他性
在分布式应用集群中，同一个方法在同一时间只能被一台机器上的一个线程执行
容错性
分布式锁一定能得到释放，比如客户端奔溃或者网络中断
满足可重入、高性能、高可用
注意分布式锁的开销、锁粒度

三、可重入锁你知道吗？

单节点可重入锁
可重入锁: JDK指的是以线程为单位，当一个线程获取对象锁之后，这个线程可以再次获取本对象上的锁，而其他的线程是不可以的，synchronized 和 ReentrantLock 都是可重入锁
分布式下的可重入锁
进程单位，当一个线程获取对象锁之后，其他节点的同个业务线程可以再次获取本对象上的锁

四、分布式锁的选型实现

实现分布式锁可以用 Redis、Zookeeper、Mysql数据库这几种 , 性能最好的是Redis且是最容易理解

分布式锁离不开 key - value 设置

key 是锁的唯一标识，一般按业务来决定命名，比如想要给一种商品的秒杀活动加锁，key 命名为 “seckill_商品ID” 。value就可以使用固定值，比如设置成1。
短链码可以：short_link:code:xxxx

基于redis实现分布式锁，文档：http://www.redis.cn/commands.html#string

加锁 SETNX key value
   setnx 的含义就是 SET if Not Exists，有两个参数 setnx(key, value)，该方法是原子性操作
   如果 key 不存在，则设置当前 key 成功，返回 1；
   如果当前 key 已经存在，则设置当前 key 失败，返回 0

解锁 del (key)
得到锁的线程执行完任务，需要释放锁，以便其他线程可以进入,调用 del(key)
配置锁超时 expire (key，30s）
客户端奔溃或者网络中断，资源将会永远被锁住,即死锁，因此需要给key配置过期时间，以保证即使没有被显式释放，这把锁也要在一定时间后自动释放

综合伪代码

methodA(){
String key = "short_link:code:abcdef"

if（setnx（key，1） == 1）{
expire(key,30,TimeUnit.MILLISECONDS)
try {
//做对应的业务逻辑
} finally {
del（key）
}
}else{
//睡眠100毫秒，然后自旋调用本方法
methodA()
}
}

五、Redis实现分布式锁的坑你发现了吗

上述伪代码最大的问题：多个命令之间不是原子性操作，如setnx和expire之间，如果setnx成功，但是expire失败，且宕机了，则这个资源就是死锁

可以使用原子命令解决：设置和配置过期时间 setnx / setex
如: set key 1 ex 30 nx
java代码里面
String key = "short_link:code:abcdef"
redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key,1,30,TimeUnit.MILLISECONDS)

但是实际业务应用情况还有更多问题：
业务超时，如何避免其他线程勿删
业务执行时间过长，如何实现锁的自动续期

分布式锁的核心：

是保证多个指令原子性，加锁使用setnx setex 可以保证原子性，那解锁使用判断和设置等怎么保证原子性

多个命令的原子性：采用 lua脚本+redis, 由于【判断和删除】是lua脚本执行，所以要么全成功，要么全失败

流程：
* 先判断是否有，如没这个key，则设置key-value，配置过期时间，加锁成功
* 如果有这个key,判断value是否是同个账号，是同个账号则返回加锁成功
* 如果不是同个账号则加锁失败

代码实现:

//key1是短链码，ARGV[1]是accountNo,ARGV[2]是过期时间
String script = "if redis.call('EXISTS',KEYS[1])==0 then redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1]); redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2]); return 1;" +
                " elseif redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then return 2;" +
                " else return 0; end;";


Long result = redisTemplate.execute(new
                DefaultRedisScript<>(script, Long.class), Arrays.asList(code), value,100);

演示效果：同一个code下，不同账号进行加锁。同一个账号则不加锁。

code=aabbcc进入方法，账号是123，加锁成功，返回1

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