一、redis實現分布式鎖的主要原理：
1.加鎖
最簡單的方法是使用setnx命令。key是鎖的唯一標識，按業務來決定命名。比如想要給一種商品的秒殺活動加鎖，可以給key命名為 “lock_sale_商品ID” 。而value設置成什么呢？我們可以姑且設置成1。加鎖的偽代碼如下：
setnx（key，1）
當一個線程執行setnx返回1，說明key原本不存在，該線程成功得到了鎖；當一個線程執行setnx返回0，說明key已經存在，該線程搶鎖失敗。
2.解鎖
有加鎖就得有解鎖。當得到鎖的線程執行完任務，需要釋放鎖，以便其他線程可以進入。釋放鎖的最簡單方式是執行del指令，偽代碼如下：
del（key）
釋放鎖之后，其他線程就可以繼續執行setnx命令來獲得鎖。
3.鎖超時
鎖超時是什么意思呢？如果一個得到鎖的線程在執行任務的過程中掛掉，來不及顯式地釋放鎖，這塊資源將會永遠被鎖住，別的線程再也別想進來。
所以，setnx的key必須設置一個超時時間，以保證即使沒有被顯式釋放，這把鎖也要在一定時間后自動釋放。setnx不支持超時參數，所以需要額外的指令，偽代碼如下：
expire（key， 30）
二、加鎖的代碼
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/** * 嘗試獲取分布式鎖 * @param jedis Redis客戶端 * @param lockKey 鎖 * @param requestId 請求標識 * @param expireTime 超期時間 * @return 是否獲取成功 */public static void wrongGetLock1(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) { Long result = jedis.setnx(lockKey, requestId); if (result == 1) { // 若在這里程序突然崩潰，則無法設置過期時間，將發生死鎖 jedis.expire(lockKey, expireTime); }} |
上面的代碼有一個致命的問題，就是加鎖和設置過期時間不是原子操作。
那么會有兩種極端情況：
一種是在并發情況下，兩個線程同時執行setnx，那么得到的結果都是1，這樣兩個線程同時拿到了鎖。
別一種是如代碼注釋所示，即執行完setnx，程序崩潰沒有執行過期時間，那這把鎖就永遠不會被釋放，造成了死鎖。
之所以有人這樣實現，是因為低版本的jedis并不支持多參數的set()方法。正確的代碼如下：
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/** * 嘗試獲取分布式鎖 * @param jedis Redis客戶端 * @param lockKey 鎖 * @param requestId 請求標識 * @param expireTime 超期時間 * @return 是否獲取成功 */public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis,String lockKey, String requestId, int expireTime) { String result = jedis.set(lockKey, requestId, "NX", "PX", expireTime); if ("OK".equals(result)) { return true; } return false;} |
這個set()方法一共有五個形參：
第一個為key，我們使用key來當鎖，因為key是唯一的。
第二個為value，我們傳的是requestId，很多童鞋可能不明白，有key作為鎖不就夠了嗎，為什么還要用到value？原因就是，通過給value賦值為requestId，我們就知道這把鎖是哪個請求加的了，在解鎖的時候就可以有依據。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。
第三個為nxxx，這個參數我們填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即當key不存在時，我們進行set操作；若key已經存在，則不做任何操作；
第四個為expx，這個參數我們傳的是PX，意思是我們要給這個key加一個過期的設置，具體時間由第五個參數決定。
第五個為time，與第四個參數相呼應，代表key的過期時間。
總的來說，執行上面的set()方法就只會導致兩種結果：1. 當前沒有鎖（key不存在），那么就進行加鎖操作，并對鎖設置個有效期，同時value表示加鎖的客戶端。2. 已有鎖存在，不做任何操作。
二、解鎖的代碼
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public static void wrongReleaseLock1(Jedis jedis, String lockKey) { jedis.del(lockKey);} |
這段代碼的問題是容易導致誤刪，假如某線程成功得到了鎖，并且設置的超時時間是30秒。如果某些原因導致線程A執行的很慢很慢，過了30秒都沒執行完，這時候鎖過期自動釋放，線程B得到了鎖。
隨后，線程A執行完了任務，線程A接著執行del指令來釋放鎖。但這時候線程B還沒執行完，線程A實際上刪除的是線程B加的鎖。
怎么避免這種情況呢？可以在del釋放鎖之前做一個判斷，驗證當前的鎖是不是自己加的鎖。
至于具體的實現，可以在加鎖的時候把當前的線程ID當做value，并在刪除之前驗證key對應的value是不是自己線程的ID。
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public static void wrongReleaseLock2(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) { // 判斷加鎖與解鎖是不是同一個客戶端 if (requestId.equals(jedis.get(lockKey))) { // 若在此時，這把鎖突然不是這個客戶端的，則會誤解鎖 jedis.del(lockKey); }} |
但是，這樣做又隱含了一個新的問題，判斷和釋放鎖是兩個獨立操作，不是原子性。
解決方案就是使用lua腳本，把它變成原子操作，代碼如下：
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public class RedisTool { private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L; /** * 釋放分布式鎖 * @param jedis Redis客戶端 * @param lockKey 鎖 * @param requestId 請求標識 * @return 是否釋放成功 */ public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) { String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end"; Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId)); if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) { return true; } return false; }} |
三、續約問題
上面加鎖最后的代碼就完美了嗎？假想這樣一個場景，如果過期時間為30S，A線程超過30S還沒執行完，但是自動過期了。這時候B線程就會再拿到鎖，造成了同時有兩個線程持有鎖。這個問題可以歸結為”續約“問題，即A沒執行完時應該過期時間續約，執行完成才能釋放鎖。怎么辦呢？我們可以讓獲得鎖的線程開啟一個守護線程，用來給快要過期的鎖“續約”。
其實，后面解鎖出現的刪除非自己鎖，也屬于“續約”問題。
四、集群同步延遲問題
用于redis的服務肯定不能是單機，因為單機就不是高可用了，一量掛掉整個分布式鎖就沒用了。
在集群場景下，如果A在master拿到了鎖,在沒有把數據同步到slave時，master掛掉了。B再拿鎖就會從slave拿鎖，而且會拿到。又出現了兩個線程同時拿到鎖。
基于以上的考慮，Redis 的作者也考慮到這個問題，他提出了一個 RedLock 的算法。
這個算法的意思大概是這樣的：假設 Redis 的部署模式是 Redis Cluster，總共有 5 個 Master 節點。
通過以下步驟獲取一把鎖：
- 獲取當前時間戳，單位是毫秒。
- 輪流嘗試在每個 Master 節點上創建鎖，過期時間設置較短，一般就幾十毫秒。
- 嘗試在大多數節點上建立一個鎖，比如 5 個節點就要求是 3 個節點（n / 2 +1）。
- 客戶端計算建立好鎖的時間，如果建立鎖的時間小于超時時間，就算建立成功了。
- 要是鎖建立失敗了，那么就依次刪除這個鎖。
- 只要別人建立了一把分布式鎖，你就得不斷輪詢去嘗試獲取鎖。
但是這樣的這種算法還是頗具爭議的，可能還會存在不少的問題，無法保證加鎖的過程一定正確。
這個問題的根本原因就是redis的集群屬于AP，分布式鎖屬于CP，用AP去實現CP是不可能的。
五、Redisson
Redisson是架設在Redis基礎上的一個Java駐內存數據網格（In-Memory Data Grid）。充分的利用了Redis鍵值數據庫提供的一系列優勢，基于Java實用工具包中常用接口，為使用者提供了一系列具有分布式特性的常用工具類。
Redisson通過lua腳本解決了上面的原子性問題，通過“看門狗”解決了續約問題，但是它應該解決不了集群中的同步延遲問題。
總結
redis分布式鎖的方案，無論用何種方式實現都會有續約問題與集群同步延遲問題?？偟膩碚f，是一個不太靠譜的方案。如果追求高正確率，不能采用這種方案。
但是它也有優點，就是比較簡單，在某些非嚴格要求的場景是可以使用的，比如社交系統一類，交易系統一類不能出現重復交易則不建議用。
到此這篇關于redis分布式鎖及會出現的問題解決的文章就介紹到這了,更多相關redis分布式鎖內容請搜索服務器之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持服務器之家！
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