现在一般的业务都是部署在多台服务器上，这些服务组成了分布式系统。在分布式系统中的一些业务服务，会有一些业务场景用到分布式锁，比如做活动抢红包、秒杀商品、执行定时任务等。
1.什么是分布式锁？
分布式锁，是控制分布式系统之间同步访问共享资源的一种方式，目的是为了防止分布式系统中的多个进程之间互相干扰。
2.Redis实现分布式锁
分布式锁可用有多种实现方式，比如用数据库，Zookeeper，Redis等。实际工作中，用Redis实现的分布式锁是性能最好的，也是最常见的方式。
分布式锁实现的三个要素：
2.1 加锁
命令：setnx，伪代码如下：
setnx(key,1)
说明：key是锁的唯一标识，系统中可能有多个锁，所以可以按照业务来区分并命名。
当一个线程执行setnx命令后，返回1，说明key原先不存在，这样该线程就拿到了锁；当一个线程执行setnx后返回0，就说明key原先存在，该线程获取锁失败。
2.2 解锁
解锁：当等得到锁的现场执行完任务，就需要释放锁，这样其它现场可以继续获取锁。
2.3 锁超时
锁超时：得到锁的现场执行任务时候挂掉，没有及时释放锁，这样资源会被锁住，别的线程也不能获取到。
所以setnx的key必须要设置一个超时时间，保证锁没有被主动释放，也会在一定时间后自动释放。setnx不支持超时参数，所以需要另一个设置超时时间的命令——expire，伪代码如下：
expire(key，30)
说明：时间单位是秒
两个命令综合看，就是分布式代码的实现过程，这也是在Redis2.6.12版本之前的方式：SETNX+EXPIRE组合。具体实现代码如下：
public static boolean getLock(Jedis jedis, String key, String requestId, int expireTime) {
Long result = jedis.setnx(key, requestId);//1.加锁
if (result == 1) {//2.获取锁成功
jedis.expire(lockKey, expireTime);//3.设置过期时间来删除锁
return true;
}
return false;
}
3.Redis实现分布式锁的常见问题
3.1 可能引起的问题1——死锁
代码看似合理，其实也有陷阱。在步骤1加锁之后，步骤3设置过期时间删除锁之前，如果程序崩溃，key还没有设置过期时间，将会出现死锁问题。
原因：加锁setnx和设置过期时间expire这两个命令不是原子操作。
解决办法：通过Lua脚本来实现加锁和过期时间的原子性，再通过jedis.eval()方法运行脚本。具体脚本如下：
// 加锁脚本
private static final String SCRIPT_LOCK = "if redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) return 1 else return 0 end";
更好的处理方式
在Redis2.6.12版本后，为set指令增加了可选参数，伪代码如下：
set(key,1,30,NX)
这样可以替代setnx指令，1条命令做到加锁并设置超时时间。
3.2 可能引起的问题2——锁失效
业务场景：设置过期时间为30秒，时间比较短，执行业务时间比较长，存在锁代码块失效的问题。
原因：加锁时间短，业务执行时间长，导致锁失效。
解决办法：熟悉业务，设置合理的过期时间来保证不出问题。
3.3 可能引起的问题3——错误释放锁
错误场景如图所示，图中A、B、C3个线程，A执行了SETNX命令加锁，线程B执行DEL命令释放锁，这个时候A的锁被错误释放了。此时，如果线程C申请加锁，就可以成功获得锁修改共享数据，数据就这样被错误修改了。
问题原因：多个线程之间没有区分锁
解决办法：每个线程给锁变量设为唯一值，用唯一值标识当前操作的线程。
伪代码如下：
// 1.加锁
SET key unique_value NX PX 10000
说明：nique_value作为线程唯一性的标识，可以用随机生成字符串标识，PX10000表示key会在10s后过期，避免程序发生异常无法释放锁。
//2.释放锁，比较unique_value是否相等，避免错误释放
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call("del",KEYS[1])
else
return 0
end
说明：这段代码是用Lua脚本实现的，原因是释放锁的操作里包括了读取锁变量、判断锁变量、删除锁变量等多个操作，每两个操作之间出问题都会出问题，所以要保证释放这个操作整体是原子性的，Lua脚本可以保证原子性。
4.总结
本篇文章主要描述如何使用Redis的SET命令和Lua脚本实现分布式锁，这个方案是目前最优的分布式锁方案。
需要注意的是这个实现方式是在Redis单点上实现分布式锁。用一个Redis实例来保存锁的变量，如果Redis实例发生故障宕机了，那么锁变量就没了，分布式锁就不能使用了，这样影响到了相关业务。
为了保证锁的可靠性，就需要部署多个Redis节点实现分布式锁，这个问题就引出了Redlock算法，后续我们再分析讨论。
