Redis中怎样实现一个分布式锁

这期内容当中小编将会给大家带来有关Redis中怎样实现一个分布式锁，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。

方案

使用 SETNX 和 EXPIRE 命令

SETNX key value  EXPIRE key seconds  DEL key  if (setnx("item_1_lock", 1)) {      expire("item_1_lock", 30);      try {          ... 逻辑      } catch {          ...      } finally {          del("item_1_lock");      }  }

这种方法看起来可以解决问题，但是有一定的风险，因为 SETNX 和 EXPIRE 这波操作是非原子性的，如果 SETNX 成功之后，出现错误，导致 EXPIRE 没有执行，导致锁没有设置超时时间形成死锁。

针对这种情况，我们可以使用 lua 脚本来保持操作原子性，保证 SETNX 和 EXPIRE 两个操作要么都成功，要么都不成功。

if (redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) < 1)  then return 0;  end;  redis.call('expire', KEYS[1], tonumber(ARGV[2]));  return 1;

通过这样的方法，我们初步解决了竞争锁的原子性问题，虽然其他功能还未实现，但是应该不会造成死锁???。

Redis 2.6.12 以上可灵活使用 SET 命令

SET key value NX EX 30  DEL key  if (set("item_1_lock", 1, "NX", "EX", 30)) {      try {          ... 逻辑      } catch {          ...      } finally {          del("item_1_lock");      }  }

改进后的方法不需要借助 lua 脚本就解决了 SETNX 和 EXPIRE 的原子性问题。现在我们再仔细琢磨琢磨，如果 A 拿到了锁顺利进入代码块执行逻辑，但是由于各种原因导致超时自动释放锁。在这之后 B 成功拿到了锁进入代码块执行逻辑，但此时如果 A 执行逻辑完毕再来释放锁，就会把 B 刚获得的锁释放了。就好比用自己家的钥匙开了别家的门，这是不可接受的。

为了解决这个问题我们可以尝试在 SET 的时候设置一个锁标识，然后在 DEL 的时候验证当前锁是否为自己的锁。

String value = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "");  if (set("item_1_lock", value, "NX", "EX", 30)) {      try {          ... 逻辑      } catch {          ...      } finally {          ... lua 脚本保证原子性      }  }  if (redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1])  then return redis.call('del', KEYS[1])  else return 0  end

到这里，我们终于解决了竞争锁的原子性问题和误删锁问题。但是锁一般还需要支持可重入、循环等待和超时自动续约等功能点。下面我们学习使用一个非常好用的包来解决这些问题。

入门 Redisson

Redission 的锁，实现了可重入和超时自动续约功能，它都帮我们封装好了，我们只要按照自己的需求调用它的 API 就可以轻松实现上面所提到的几个功能点。详细功能可以查看 Redisson 文档

在项目中安装 Redisson

<dependency>      <groupId>org.redisson</groupId>      <artifactId>redisson</artifactId>      <version>3.13.2</version>  </dependency>

implementation 'org.redisson:redisson:3.13.2'

用 Maven 或者 Gradle 构建，目前最新版本为 3.13.2，也可以在这里 Redisson 找到你需要的版本。

简单尝试

RedissonClient redissonClient = Redisson.create();  RLock lock = redissonClient.getLock("lock");  boolean res = lock.lock();  if (res) {     try {       ... 逻辑     } finally {         lock.unlock();     }  }

Redisson 将底层逻辑全部做了一个封装 ?，我们无需关心具体实现，几行代码就能使用一把完美的锁。下面我们简单折腾折腾源码 ???。

加锁

private void lock(long leaseTime, TimeUnit unit, boolean interruptibly) throws InterruptedException {      long threadId = Thread.currentThread().getId();      Long ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);      if (ttl == null) {          return;      }      RFuture<RedissonLockEntry> future = subscribe(threadId);      if (interruptibly) {          commandExecutor.syncSubscriptionInterrupted(future);      } else {          commandExecutor.syncSubscription(future);      }      try {          while (true) {              ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);              if (ttl == null) {                  break;              }              if (ttl >= 0) {                  try {                      future.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);                  } catch (InterruptedException e) {                      if (interruptibly) {                          throw e;                      }                      future.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);                  }              } else {                  if (interruptibly) {                      future.getNow().getLatch().acquire();                  } else {                      future.getNow().getLatch().acquireUninterruptibly();                  }              }         }      } finally {          unsubscribe(future, threadId);      }  }

获取锁

private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {      if (leaseTime != -1) {          return tryLockInnerAsync(leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);      }      RFuture<Long> ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);      ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> {          if (e != null) {              return;          }          if (ttlRemaining == null) {              scheduleExpirationRenewal(threadId);          }      });      return ttlRemainingFuture;  }  <T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {      internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);      return evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,              "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +                      "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +                      "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +                      "return nil; " +                      "end; " +                      "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +                      "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +                      "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +                      "return nil; " +                      "end; " +                      "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",              Collections.singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));  }

删除锁

public RFuture<Void> unlockAsync(long threadId) {      RPromise<Void> result = new RedissonPromise<Void>();      RFuture<Boolean> future = unlockInnerAsync(threadId);      future.onComplete((opStatus, e) -> {          cancelExpirationRenewal(threadId);          if (e != null) {              result.tryFailure(e);              return;          }          if (opStatus == null) {              IllegalMonitorStateException cause = new IllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: "                      + id + " thread-id: " + threadId);              result.tryFailure(cause);              return;          }          result.trySuccess(null);      });      return result;  }  protected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) {      return evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,              "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " +                      "return nil;" +                      "end; " +                      "local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " +                      "if (counter > 0) then " +                      "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " +                      "return 0; " +                      "else " +                      "redis.call('del', KEYS[1]); " +                      "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +                      "return 1; " +                      "end; " +                      "return nil;",              Arrays.asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.UNLOCK_MESSAGE, internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));  }

上述就是小编为大家分享的Redis中怎样实现一个分布式锁了，如果刚好有类似的疑惑，不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识，欢迎关注亿速云行业资讯频道。