原来大厂Redis分布式锁都这么设计的!

作者：JavaEdge 2021-02-02 16:37:25

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分布式

Redis 常用的即 synchronize 或 Lock 等 JDK 自带的锁，只能锁住当前进程，仅适用于单体架构服务。而在分布式多服务实例场景下必须使用分布式锁。

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1 本地锁

常用的即 synchronize 或 Lock 等 JDK 自带的锁，只能锁住当前进程，仅适用于单体架构服务。而在分布式多服务实例场景下必须使用分布式锁。

2 分布式锁

2.1 分布式锁的原理

厕所占坑理论

可同时去一个地方“占坑”：

• 占到，就执行逻辑
• 否则等待，直到释放锁

可通过自旋方式自旋

“占坑”可以去Redis、DB、任何所有服务都能访问的地方。

2.2 分布式锁演进

阶段一

  
 
 
 

   
  
  
  
// 占分布式锁，去redis占坑 
   
  
  
  
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111"); 
   
  
  
  
if(lock) { 
   
  
  
  
  //加锁成功... 执行业务 
   
  
  
  
  Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
   
  
  
  
  redisTemplate . delete( key: "lock");//fHßti 
   
  
  
  
  return dataF romDb ; 
   
  
  
  
} else { 
   
  
  
  
  // 加锁失败，重试。synchronized() 
   
  
  
  
  // 休眠100ms重试 
   
  
  
  
  // 自旋 
   
  
  
  
  return getCatalogJsonFromDbwithRedisLock(); 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

问题场景

setnx占好了坑，但是业务代码异常或程序在执行过程中宕机，即没有执行成功删除锁逻辑，导致死锁

解决方案：设置锁的自动过期，即使没有删除，会自动删除。

阶段二

  
 
 
 

   
  
  
  
// 1. 占分布式锁，去redis占坑 
   
  
  
  
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent( "lock", "110") 
   
  
  
  
if(lock) { 
   
  
  
  
  // 加锁成功...执行业务 
   
  
  
  
   
   
  
  
  
  // 突然断电 
   
  
  
  
   
   
  
  
  
  // 2. 设置过期时间 
   
  
  
  
  redisTemplate.expire("lock", timeout: 30, TimeUnit.SECONDS) ; 
   
  
  
  
  Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
   
  
  
  
  //删除锁 
   
  
  
  
  redisTemplate. delete( key; "lock"); 
   
  
  
  
  return dataFromDb; 
   
  
  
  
} else { 
   
  
  
  
  // 加锁失败...重试。synchronized () 
   
  
  
  
  // 休眠100ms重试 
   
  
  
  
  // 自旋的方式 
   
  
  
  
  return getCatalogJsonF romDbWithRedisLock(); 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

问题场景

setnx设置好，正要去设置过期时间，宕机，又死锁

解决方案：设置过期时间和占位必须是原子操作。redis支持使用setNxEx命令

阶段三

  
 
 
 

   
  
  
  
// 1. 分布式锁占坑 
   
  
  
  
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "110", 300, TimeUnit.SECONDS); 
   
  
  
  
if(lock)( 
   
  
  
  
  // 加锁成功，执行业务 
   
  
  
  
   
   
  
  
  
  // 2. 设置过期时间，必须和加锁一起作为原子性操作 
   
  
  
  
  // redisTemplate. expire( "lock", з0, TimeUnit.SECONDS); 
   
  
  
  
  Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
   
  
  
  
  // 删除锁 
   
  
  
  
  redisTemplate.delete( key: "lock") 
   
  
  
  
  return dataFromDb; 
   
  
  
  
else { 
   
  
  
  
  // 加锁失败，重试 
   
  
  
  
  // 休眠100ms重试 
   
  
  
  
  // 自旋 
   
  
  
  
  return getCatalogJsonFromDbithRedislock() 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

阶段四

已经拿到了 lockvalue ，有了 UUID，但是过期了现在!其他人拿到所锁设置了新值，于是 if 后将别人的锁删了!!也就是删除锁不是原子操作。

  
 
 
 

   
  
  
  
Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
   
  
  
  
String lockValue = redisTemplate.opsForValue().get("lock"); 
   
  
  
  
if(uuid.equals(lockValue)) { 
   
  
  
  
  // 删除我自己的锁 
   
  
  
  
  redisTemplate.delete("lock"); 
   
  
  
  
} 
  
 
 
 

问题场景

• 如果正好判断是当前值，正要删除锁时，锁已过期，别人已设置成功新值。那删除的就是别人的锁
• 解决方案

删除锁必须保证原子性。使用redis+Lua脚本。

阶段五

确保加锁/解锁都是原子操作

  
 
 
 

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

保证加锁【占位+过期时间】和删除锁【判断+删除】的原子性。更难的事情，锁的自动续期。

总结

其实更麻烦的事情，还有锁的自动续期。所以不管是大厂还是中小型公司，我们都是直接选择解决了这些问题的 Redisson!不重复造轮子，但也要知道该框架到底解决了哪些问题，方便我们遇到问题时也能快速排查定位。

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