[大数据]Redis源码解析：如何实现分布式锁？

前言

对分布式锁不太了解的小伙伴，可以先看一下这篇文章
https://mp.weixin.qq.com/s/8fdBKAyHZrfHmSajXT_dnA

Redis分布式锁加锁

最开始的分布式锁是使用setnx+expire命令来实现的。setnx设置成功返回1，表示获取到锁，返回0，表示没有获取到锁，同时为了避免显示释放锁失败，导致资源永远也不释放，获取到锁后还会用expire命令设置锁超时的时间。

但有个问题就是setnx+expire不是原子性的，有可能获取到锁后，还没执行expire命令，也没执行释放锁的操作，服务就挂了，这样这个资源就永远也不会访问到了。

为了解决这个问题，Redis 2.6.12版本以后，为set命令增加了一系列的参数，我们此时用NX和PX参数就可以解决这个问题。

所以现在Redis分布式锁的加锁命令如下

SET resource_name random_value NX PX 30000

NX只会在key不存在的时候给key赋值，PX通知Redis保存这个key 30000ms，当资源被锁定超过这个时间时，锁将自动释放

random_value最好是全局唯一的值，保证释放锁的安全性

# 设置成功返回OK
127.0.0.1:6379> SET lock1 100 NX PX 30000
OK
127.0.0.1:6379> SET lock1 100 NX PX 30000
(nil)

当某个key不存在时才能设置成功。这就可以让多个并发线程同时去设置同一个key，只有一个能设置成功。而其他线程设置失败，也就是获得锁失败

Redis分布式锁解锁

解锁不能简单的使用如下命令

del resource_name 

因为有可能节点A加锁后执行超时，锁被释放了。节点B又重新加锁，A正常执行到del命令的话就把节点B的锁给释放了。所以在解锁之前先判断一下是不是自己加的锁，是自己加的锁再释放，不是就不释放。所以伪代码如下

if (random_value.equals(redisClient.get(resource_name))) {
    del(key)
}

因为判断和解锁是2个独立的操作，不具有原子性，还是有可能会出问题。所以解锁的过程要执行如下的Lua脚本
，通过Lua脚本来保证判断和解锁具有原子性。

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

如果key对应的value一致，则删除这个key，通过这个方式释放锁是为了避免Client释放了其他Client申请的锁

到此你已经彻底理解了该如何实现一个分布式锁了，以及为什么要这样做的原因

加锁执行命令

SET resource_name random_value NX PX 30000

解锁执行脚本

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

一个分布式锁的工具类写法如下

public class LockUtil {

    private static final String OK = "OK";
    private static final Long LONG_ONE = 1L;
    private static final String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

    public static boolean lock(String lockKey, String requestId, long expire) {
        Jedis jedis = RedisPool.getJedis();
        SetParams setParams = new SetParams();
        setParams.nx().px(expire);
        return OK.equals(jedis.set(lockKey, requestId, setParams));
    }

    public static boolean unlock(String lockKey, String requestId) {
        Jedis jedis = RedisPool.getJedis();
        return LONG_ONE.equals(jedis.eval(script, 1, lockKey, requestId));
    }
}

如何正确的加解锁？

错误的加解锁逻辑

public void workV1() {
    String lockKey = "testKey";
    String requestId = UUID.randomUUID().toString();
    if (LockUtil.lock(lockKey, requestId, 2000)) {
        try {

            // 执行业务逻辑

            LockUtil.unlock(lockKey, requestId);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

这个例子的加解锁都有问题

解锁：当发生异常的时候，解锁逻辑并不会执行，所以需要将其放在finally语句中
加锁：将加锁的命令成功发到服务端并成功执行，但是获取响应超时，就会执行解锁的逻辑。因此需要将加锁的逻辑放在try语句中

正确的加解锁逻辑

public void workV2() {
    String lockKey = "testKey";
    String requestId = UUID.randomUUID().toString();
    try {
        if (LockUtil.lock(lockKey, requestId, 2000)) {

            // 执行业务逻辑

        }
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        LockUtil.unlock(lockKey, requestId);
    }
}

参考博客

[1]https://mp.weixin.qq.com/s/8fdBKAyHZrfHmSajXT_dnA
[2]https://wudashan.cn/2017/10/23/Redis-Distributed-Lock-Implement/
红锁
[3]https://mp.weixin.qq.com/s/5E9_CSpnvf_KnDnKO0XjQg
[4]https://segmentfault.com/a/1190000039362581