Redis分布式锁最全详解(原理及代码实现)

什么是分布式锁，分布式锁应用在哪些业务场景、如何来实现分布式锁呢？今天来详解redis分布式锁的实现@mikechen

分布式锁的由来

在开始讲分布式锁之前，有必要简单介绍一下，为什么需要分布式锁？

首先在传统单机部署的情况下，可以使用JAVA并发处理相关的ReentrantLcok或Synchronized进行互斥控制，用于解决单机并发共享资源问题。

但是在分布式系统后，由于分布式系统是在多线程、多进程并且分布在不同机器上，这将使原单机并发控制锁策略失效。

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，这就是分布式锁的由来。

当多个进程不在同一个系统中，就需要用分布式锁控制多个进程对资源的访问。

分布式锁的特点

首先，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：

1、互斥性：任意时刻，只能有一个客户端获取锁，不能同时有两个客户端获取到锁；

2、安全性：锁只能被持有该锁的客户端删除，不能由其它客户端删除；

3、死锁：获取锁的客户端因为某些原因（如down机等）而未能释放锁，其它客户端再也无法获取到该锁；

4、容错：当部分节点（Redis节点等）down机时，客户端仍然能够获取锁和释放锁。

分布式锁的具体实现

分布式锁一般有三种实现方式：

1. 数据库乐观锁；

2. 基于Zookeeper的分布式锁;

3.基于Redis的分布式锁；

这里推荐使用Redis分布式锁的方案，下面我就重点详解Redsi分布式锁的实现。

Redis实现分布式锁

1.Set语法

Redis实现分布式锁，基于Redis Set命令。

Set语法如下：

SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

下面我分别谈谈这几个参数：

• EX second ：设置键的过期时间为 second 秒；
• PX millisecond ：设置键的过期时间为 millisecond 毫秒；
• 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。

2.加锁

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"; /** * 尝试获取分布式锁 * @param jedis Redis客户端 * @param lockKey 锁 * @param requestId 请求标识 * @param expireTime 超期时间 * @return 是否获取成功 */ 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)

这个set()方法一共有五个形参：

第一个为key，我们使用key来当锁，因为key是唯一的。

第二个为value，我们传的是requestId，很多童鞋可能不明白，有key作为锁不就够了吗，为什么还要用到value？原因就是我们在上面讲到可靠性时，分布式锁要满足第四个条件解铃还须系铃人，通过给value赋值为requestId，我们就知道这把锁是哪个请求加的了，在解锁的时候就可以有依据。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。

第三个为nxxx，这个参数我们填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即当key不存在时，我们进行set操作；若key已经存在，则不做任何操作；

第四个为expx，这个参数我们传的是PX，意思是我们要给这个key加一个过期的设置，具体时间由第五个参数决定。

第五个为time，与第四个参数相呼应，代表key的过期时间。

总的来说，执行上面的set()方法就只会导致两种结果：1. 当前没有锁（key不存在），那么就进行加锁操作，并对锁设置个有效期，同时value表示加锁的客户端。2. 已有锁存在，不做任何操作。

2.解锁

public class RedisTool { private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L; /** * 释放分布式锁 * @param jedis Redis客户端 * @param lockKey 锁 * @param requestId 请求标识 * @return 是否释放成功 */ 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;} }

那么这段Lua代码的功能是什么呢？其实很简单，首先获取锁对应的value值，检查是否与requestId相等，如果相等则删除锁（解锁）。

以上就是redis实现分布式锁详解，除此之外，也可以使用Redission(Redis 的客户端)集成进来实现分布式锁，也可以使用数据库、Zookeeper等，具体可以参考:

分布式锁的3种实现（数据库、缓存、Zookeeper)

作者：mikechen

来源：https://mikechen.cc/16961.html