redis cluster 分布式鎖_什麼是分布式鎖？Redis實作分布式鎖詳解

在很多場景中，我們為了保證資料的最終一緻性，需要很多的技術方案來支援，比如分布式事務、分布式鎖等。那具體什麼是分布式鎖，分布式鎖應用在哪些業務場景、如何來實作分布式鎖呢？

0.1 什麼是分布式鎖

要介紹分布式鎖，首先要提到與分布式鎖相對應的是線程鎖、程序鎖。

1.線程鎖

主要用來給方法、代碼塊加鎖。當某個方法或代碼使用鎖，在同一時刻僅有一個線程執行該方法或該代碼段。線程鎖隻在同一JVM中有效果，因為線程鎖的實作在根本上是依靠線程之間共享記憶體實作的，比如synchronized是共享對象頭，顯示鎖Lock是共享某個變量（state）。

2.程序鎖

為了控制同一作業系統中多個程序通路某個共享資源，因為程序具有獨立性，各個程序無法通路其他程序的資源，是以無法通過synchronized等線程鎖實作程序鎖。

3.分布式鎖

當多個程序不在同一個系統中，用分布式鎖控制多個程序對資源的通路。

0.2分布式鎖的要求

首先，為了確定分布式鎖可用，我們至少要確定鎖的實作同時滿足以下四個條件：

• 互斥性：任意時刻，隻能有一個用戶端擷取鎖，不能同時有兩個用戶端擷取到鎖。
• 安全性：鎖隻能被持有該鎖的用戶端删除，不能由其它用戶端删除。
• 死鎖：擷取鎖的用戶端因為某些原因（如down機等）而未能釋放鎖，其它用戶端再也無法擷取到該鎖。
• 容錯：當部分節點（redis節點等）down機時，用戶端仍然能夠擷取鎖和釋放鎖。

0.3 分布式鎖的應用場景

在傳統單體應用單機部署的情況下，可以使用Java并發處理相關的API(如ReentrantLcok或synchronized)進行互斥控制。

但是在分布式系統後，由于分布式系統多線程、多程序并且分布在不同機器上，這将使原單機部署情況下的并發控制鎖政策失效，為了解決這個問題就需要一種跨JVM的互斥機制來控制共享資源的通路，這就是分布式鎖的來源。

分布式鎖應用場景大都是用在高并發，大流量場景。當多個程序不在同一個系統中，就需要用分布式鎖控制多個程序對資源的通路。

0.4 分布式鎖的實作

分布式鎖一般有三種實作方式：

• 資料庫樂觀鎖；
• 基于ZooKeeper的分布式鎖;
• 基于Redis的分布式鎖；

0.5 Redis實作分布式鎖

基于Redis指令：SET key value NX EX max-lock-time

這裡補充下： 從2.6.12版本後, 就可以使用set來擷取鎖, Lua 腳本來釋放鎖。setnx是老黃曆了，set指令nx,xx等參數, 是為了實作 setnx 的功能。

1.加鎖

public class RedisTool { private static final String LOCK_SUCCESS = "OK"; private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX"; private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX"; public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) { String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime); if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) { return true;}return false;} }

jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)

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，為什麼還要用到value？原因就是我們在上面講到可靠性時，分布式鎖要滿足第四個條件解鈴還須系鈴人，通過給value指派為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加一個過期的設定，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。

2.解鎖

public class RedisTool { private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L; 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;} }

那麼這段Lua代碼的功能是什麼呢？其實很簡單，首先擷取鎖對應的value值，檢查是否與requestId相等，如果相等則删除鎖（解鎖）。那麼為什麼要使用Lua語言來實作呢，留給大家讨論探索。

0.6 其他分布式鎖實作方案

還可以使用Redission(Redis 的用戶端)內建實作分布式鎖，也可以使用資料庫、zookeeper等來實作

---END--- 如果覺得不錯，記得點贊，關注，之後小編會不斷更新~