概念介绍
原子操作:指不会被线程调度机制打断的操作,也就是中间没有线程切换,一气呵成将多条语句完成。
为什么要使用分布式锁?
在很多应用场景中,都会出现一些并发问题,比如在两个线程同时修改公共内容,就好比说存取款,小黑正准备往银行里存10000元,这时候小黑的女朋友准备用小黑的卡买化妆品花费也是一万元,如果小黑卡里面正好有10000元,那么考虑极端情况,如果两个人同时都持有对银行账户修改的能力的话,且同时完成修改的话,那么数据库端的数据可能出现0元,或者是20000元这几种结果,这两种结果发生一定会对小黑或者银行造成损失,所以我们需要使用锁,来对其进行限制,使之能够正确的修改数据,不会出现这种紊乱的状况。
分布式锁的含义
分布式锁的本质其实就是占位置,在Redis占一个位置插个牌子,写上此处有主,这个时候如果还有人看上这个地方,想要再来占领,那么一看到牌子,就乖乖放弃了,在旁边等着,等到这里主人搞好了,把牌子拿掉了,这个人再在这里插上牌子,宣告此地有主,通过这种方式,这个坑位,在一段时间,只有一个主人,只有这个主人有处置权,别人没有。
Redis分布式锁的实现
Redis中有一个语句叫setnx key value,这个语句的含义是创建一个key,如果这个key不存在,那么创建这个key,标志着这个坑位被我承包了,如果这个key已经存在则会返回报错,说明这个坑位已经被别承包了。当我用完这个坑位后,我可以使用del命令,将这个承包说明删掉,这样就允许别人来承包这个坑位了。
当然还有一些问题出现,首先有可能出现当我抢到锁之后,我的电脑就死机了,这样del命令就永远无法执行,锁就变成死锁,锁永远都不会释放掉,如何解决到这种问题呢,我们可以给锁设计一个释放时间(expire)这样的话呢,即使出现死机,到了预定的时间,锁也会自动释放,但是这样的话也是会出现问题,因为setnx和expire两者之间不是原子操作,所以如果在进行setnx和expire之间的进程时,服务器突然宕机了,在这种情况下,依然会导致expire不能够被执行,从而导致死锁。幸好在Redis的2.8版本中,作者加入了set指令的扩展参数,使得setnx和expire整合成一条指令,解决了这一乱象。
set key value ex num nx
---do something---
del key
依然存在的一些问题
Redis的分布式锁不能解决超时的问题,因为可能我这个人做事儿慢,你给我定三十秒时间我做不完这些工作,你这个时候把锁给我释放了,别的人抢到了锁,那么这个时候就是两个人同时操作公共资源了,而且更糟糕的可能是第一个执行完毕之后删除锁的时候,删除的已经不是自己持有的那把锁,而是另一个进程持有的锁了。为了解决这种问题,我们可以生成一个随机数,作为value,在执行释放锁的操作时,首先判断这个锁是不是我自己线程的,如果不是,就不释放了,这个是确保自己的线程的锁只能由自己来释放,而不会被其他线程抢先释放掉,除非是自己的锁过期。如果出现这种问题需要使用LUA脚本来保证多条语句的原子性,现在还没有接触LUA,接触之后再来补充。