redis cluster 分布式锁_redis实现分布式锁

什么是分布式锁

分布式锁是控制不同系统访问共享资源的一种锁机制，保证共享资源的可用、准确。

分布式锁需要具备什么条件

1.互斥（必须）：同一时刻，分布式部署的应用中，同一个方法/资源只能被一台机器上的一个线程占用。

2.锁失效保护（必须）：出现客户端断电等异常情况，锁仍然能被其他客户端获取，防止死锁。

3.可重入（可选）：同一个线程在没有释放锁之前，如果想再次操作，可以直接获得锁。

4.阻塞/非阻塞（可选）：若没有获取到锁，返回获取失败

5.高可用、高性能（可选）：获取释放锁最好是原子操作，获取释放锁的性能要好

分布式锁的实现有哪些

1.基于数据库实现

2.基于缓存（redis，memcached）实现

3.基于zookeeper实现

redis实现方案

本篇文章，我们先来讲讲基于redis缓存的实现方案

version1

lock：

SETNX key value

unlock：

DEL key [key ...]

指令含义参考：http://doc.redisfans.com/string/setnx.html

这是第一版最简单的方案，保证在没有出现任何异常的时候多个客户端可以使用分布式锁。

但是问题来了，如下图中所示，client2在获取锁之后突然挂了，这时候锁k将无法释放，其他client就永远拿不到这把锁了。这就是需要解决的锁失效保护问题。

version2

我们可以给锁引入一个过期时间，这样即使client2挂了，锁过期之后其他client仍然能用。

EXPIRE key seconds

但此时同样会存在一些问题：

1）误删

解决方法是每个client塞给锁的value设定为唯一的随机字符串，在删除的时候先get一把，如果还是这个字符串的话才去删。

2）过期时间需大于业务执行时间，不然任务还没搞完就被别人抢了

这个时候需要开启另外一个线程专门去刷新锁的过期时间。

version3

我们需要尽量保证获取、释放锁的操作是原子性的，才能避免极端的异常情况。

原子性地加锁

SET key uniquevalue NX EX 20

原子性地解锁

我们可以使用原生的lua脚本

if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0           

// java
public void unlock() {
    // 使用lua脚本进行原子删除操作
    String checkAndDelScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                                "return redis.call('del', KEYS[1]) " +
                                "else " +
                                "return 0 " +
                                "end";
    jedis.eval(checkAndDelScript, 1, lockKey, lockValue);
}           

version4

对于阻塞/非阻塞的要求，我们可以根据自己的业务特性，如果要阻塞，使用while循环调用；如果要非阻塞，这次调用失败，就需要增加事后的补偿机制。

对于可重入的特性，在一个线程获取到锁之后，可以把当前主机信息和线程信息保存起来，下次再获取之前先检查自己是不是当前锁的拥有者。

总结

通过redis实现分布式锁的必要可选条件之后，方案基本成型了，这个方案可以提供很好的性能。但是对于超时时间的设置，以及集群部署redis避免单点问题等还需要进一步优化。