Redis 如何实现分布式锁

程序员朱永胜2023-09-032024-05-14

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在分布式系统中，分布式锁是一种常见的需求，用于在多个节点之间同步资源访问。Redis 作为一个高性能的内存数据库，提供了多种方式来实现分布式锁。下面详细介绍如何使用 Redis 实现分布式锁，以及相关的注意事项。

基本实现方式

最简单的分布式锁实现方式是使用 Redis 的 SETNX 命令（SET if Not eXists），结合 EXPIRE 命令来设置键的过期时间，避免因程序异常终止而导致锁无法释放。

实现示例

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisLock {
    private Jedis jedis;
    private String lockKey;
    private int lockExpireTime; // 锁的过期时间（秒）

    public RedisLock(Jedis jedis, String lockKey, int lockExpireTime) {
        this.jedis = jedis;
        this.lockKey = lockKey;
        this.lockExpireTime = lockExpireTime;
    }

    public boolean acquireLock(String requestId) {
        // 使用 SET 命令替代 SETNX 和 EXPIRE
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, "NX", "EX", lockExpireTime);
        return "OK".equals(result);
    }

    public boolean releaseLock(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, 1, lockKey, requestId);
        return (Long) result == 1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
        RedisLock redisLock = new RedisLock(jedis, "myLock", 30);

        String requestId = "abc123"; // 生成唯一请求 ID
        if (redisLock.acquireLock(requestId)) {
            try {
                // 执行业务逻辑
                System.out.println("Lock acquired, processing...");
            } finally {
                redisLock.releaseLock(requestId);
            }
        } else {
            System.out.println("Unable to acquire lock, try again later.");
        }
    }
}

实现细节

SET 命令 ：
使用 SET 命令并加上 NX 和 EX 参数，可以在一个原子操作中设置键的值和过期时间。
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SET myLock abc123 NX EX 30
Lua 脚本 ：
使用 Lua 脚本保证获取锁和释放锁的原子性。释放锁时需要检查锁的持有者是否是当前客户端，以避免误删他人持有的锁。
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if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call('del', KEYS[1])
else
return 0
end

注意事项

唯一标识符 ：
每个锁请求需要一个唯一的标识符（如 UUID），用于区分不同客户端持有的锁。这样可以确保只有持有锁的客户端才能释放锁。
过期时间 ：
锁的过期时间要设置合理，过短会导致业务未执行完锁就失效，过长会导致锁占用时间过久。可以根据业务逻辑和执行时间进行调整。
避免死锁 ：
使用过期时间可以避免客户端崩溃导致锁无法释放的问题，但需要确保锁的过期时间足够覆盖业务逻辑的执行时间。
锁续期 ：
对于执行时间较长的任务，可以考虑锁续期机制，即在持有锁的客户端定期刷新锁的过期时间，防止锁提前失效。

使用 Redisson 实现分布式锁

Redisson 是一个在 Redis 上的 Java 客户端，它提供了更多高级的分布式工具，包括分布式锁。使用 Redisson 可以更简便地实现分布式锁。

Redisson 示例

import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class RedissonLockExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 配置 Redisson 客户端
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://localhost:6379");
        RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);

        // 获取锁对象
        RLock lock = redissonClient.getLock("myLock");

        // 尝试获取锁
        try {
            if (lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS)) {
                try {
                    // 执行业务逻辑
                    System.out.println("Lock acquired, processing...");
                } finally {
                    lock.unlock();
                }
            } else {
                System.out.println("Unable to acquire lock, try again later.");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            redissonClient.shutdown();
        }
    }
}