redis 分布式锁, 你真的懂么

SETNX命令简介

命令格式

SETNX key value

将 key 的值设为 value,当且仅当 key 不存在。

若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作。

返回整数,具体为

- 1,当 key 的值被设置

- 0,当 key 的值没被设置

使用SETNX实现分布式锁

多个进程执行以下Redis命令:

SETNX lock.lock <current time + timeout +1 >   //其中1是cover锁获取时间

如果 SETNX 返回1,说明该进程获得锁,SETNX将键 lock.lock 的值设置为锁的超时时间(当前时间 + 锁的有效时间)。

如果 SETNX 返回0,说明其他进程已经获得了锁,进程不能进入临界区。进程可以在一个循环中不断地尝试 SETNX 操作,以获得锁。

解决死锁

1. 如果进程获得锁后,断开了与 Redis 的连接(可能是进程挂掉,或者网络中断),如果没有有效的释放锁的机制,那么其他进程都会处于一直等待的状态,即出现“死锁”。

2. 在使用 SETNX 获得锁时,我们将键 lock.lock 的值设置为锁的有效时间,进程获得锁后,其他进程还会不断的检测锁是否已超时,如果超时,那么等待的进程也将有机会获得锁。当前进程需要在超时时退出,否则超时后,其他进程有可能拿到锁导致多个进程同时拿到锁。

3. 锁超时时,我们不能简单地使用 DEL 命令删除键 lock.lock 以释放锁。考虑以下情况,进程P1已经首先获得了锁 lock.lock,然后进程P1挂掉了。进程P2,P3正在不断地检测锁是否已释放或者已超时,执行流程如下:

P2和P3进程读取键 lock.lock 的值,检测锁是否已超时(通过比较当前时间和键 lock.lock 的值来判断是否超时),P2和P3进程发现锁 lock.lock 已超时,P2执行 DEL lock.lock命令,P2执行 SETNX lock.lock命令,并返回1,即P2获得锁。P3执行 DEL lock.lock命令将P2刚刚设置的键 lock.lock 删除(这步是由于P3刚才已检测到锁已超时)。P3执行 SETNX lock.lock命令,并返回1,即P3获得锁。P2和P3同时获得了锁。

从上面的情况可以得知,在检测到锁超时后,进程不能直接简单地执行 DEL 删除键的操作以获得锁。

为了解决上述算法可能出现的多个进程同时获得锁的问题,我们再来看以下的算法。

我们同样假设进程P1已经首先获得了锁 lock.lock,然后进程P1挂掉了。接下来的情况:

进程P4执行 SETNX lock.lock 以尝试获取锁

由于进程P1已获得了锁,所以P4执行 SETNX lock.lock 返回0,即获取锁失败

P4执行 GET lock.lock 来检测锁是否已超时,如果没超时,则等待一段时间,再次检测

如果P4检测到锁已超时,即当前的时间大于键 lock.lock 的值,P4会执行以下操作

GETSET lock.lock

由于 GETSET 操作在设置键的值的同时,还会返回键的旧值,通过比较键 lock.lock 的旧值是否小于当前时间,可以判断进程是否已获得锁

假如另一个进程P5也检测到锁已超时,并在P4之前执行了 GETSET 操作,那么P4的 GETSET 操作返回的是一个大于当前时间的时间戳,这样P4就不会获得锁而继续等待。

//实例代码

LOCK_TIMEOUT =3

lock =0

lock_timeout =0

lock_key ='lock.lock'# 获取锁

while lock !=1:

now =int(time.time())

lock_timeout = now + LOCK_TIMEOUT +1

lock = redis_client.setnx(lock_key, lock_timeout)

if lock ==1 or (now >int(redis_client.get(lock_key))) and now > int(redis_client.getset(lock_key, lock_timeout)):   //解决当锁超时时,两个进程同时判断锁可以获取,只能其中一个可以设置成功

break

else:time.sleep(0.001)

# 已获得锁

do_job()

# 释放锁

now =int(time.time())

if now < lock_timeout:

redis_client.delete(lock_key)

有很多已经实现好的基于redis的分布式锁的封装,详细见 https://redis.io/topics/distlock

最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
平台声明:文章内容(如有图片或视频亦包括在内)由作者上传并发布,文章内容仅代表作者本人观点,简书系信息发布平台,仅提供信息存储服务。

推荐阅读更多精彩内容

  • 分布式锁的解决方式 基于数据库表做乐观锁,用于分布式锁。(适用于小并发) 使用memcached的add()方法,...
    xiaolyuh阅读 15,592评论 6 17
  • 一、分布式锁的作用: redis写入时不带锁定功能,为防止多个进程同时进行一个操作,出现意想不到的结果,so......
    魔法师_阅读 2,080评论 0 6
  • 目前实现分布式锁的方式主要有数据库、Redis和Zookeeper三种,本文主要阐述利用Redis的相关命令来实现...
    Aldeo阅读 2,131评论 0 6
  • 【楔子】 讲述这些事情需要冷静,还需要良心,才能不让它们沦为谈资。 要冰凉,冰凉是结晶的愤怒。 他们千万不能被忘记...
    亦然无茶阅读 3,290评论 0 4
  • 给草原铺一条路 告诉行人 路上是你的旅途 草原是我的自由 在沙漠里种一棵树 告诉行人 乘凉是你的需要 阳光是我的生命
    4f788f2cd2fd阅读 219评论 2 2