NetShare

主题

分布式锁 ​

当多个 Redis 部署在多个服务器上，形成集群，那么就需要实现分布式锁，来控制共享资源的访问，提高效率。

问题描述 ​

随着业务发展的需要，原单体单机部署的系统被演化成分布式集群系统后，由于分布式系统多线程、多进程并且分布在不同机器上，这将使原单机部署情况下的并发控制锁策略失效，单纯的 Java API 并不能提供分布式锁的能力。为了解决这个问题就需要一种跨 JVM 的互斥机制来控制共享资源的访问，这就是分布式锁要解决的问题。

分布式锁主流的实现方案：

  • 基于数据库实现分布式锁

  • 基于缓存（Redis 等）

  • 基于 Zookeeper

每一种分布式锁解决方案都有各自的优缺点：

  • 性能：Redis 最高

  • 可靠性：zookeeper 最高

本内容，我们就基于 Redis 实现分布式锁。

分布式锁指令 ​

使用命令

sh
set <key> <value> <nx / xx> <px millisecond / ex second>
  • nx 和 xx 二选一：
    • nx：只在键不存在时，才对键进行设置操作
    • xx：只在键已经存在时，才对键进行设置操作
  • px millisecond 和 ex second 二选一：
    • px millisecond：设置键的过期时间为 millisecond 毫秒
    • ex second:设置键的过期时间为 second 秒

上面的命令中

sh
set <key> <value> <px second>

等价于

sh
setex <key> <second> <value>

而

sh
set <key> <value> <nx>

等价于

sh
setnx <key> <value>

所以综合就是：

sh
setnx <key> <second> <value>

例子：

sh
set name "kele" nx px 10000

可以写成：

sh
setnx name 10000 "kele"

注意：Redis 实现分布式锁的指令是 setnx，该指令的功能是：

  • 如果插入的 key 没有存在 Redis，则将 key-value 存入 Redis

  • 如果插入的 key 已经存在 Redis，则 value 失效，无法重新覆盖原来的 value

这样就实现了分布式锁：key 存在则代表有人操作，其他人无法操作。

总结 ​

代码总结

  • 加锁（setnx 指令）
  • 添加过期时间（setnx 指令加时间）
  • 添加唯一标识如：uuid（将 uuid 放入 Reids，然后操作时获取 uuid，添加 if 判断）
  • 添加原子性，用 LUA 语言实现（第 2、3 步用 LUA 语言编写）

分布式锁总结

为了确保分布式锁可用，我们至少要确保锁的实现同时满足以下四个条件：

  • 互斥性。在任意时刻，只有一个客户端能持有锁

  • 不会发生死锁。即使有一个客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁，也能保证后续其他客户端能加锁

  • 解铃还须系铃人。加锁和解锁必须是同一个客户端，客户端自己不能把别人加的锁给解了

  • 加锁和解锁必须具有原子性