redis分布式锁

起因:redis分布式锁自己用过、也看过一些文章,但是总是会是有不懂之处,于是写一遍,必须给他安排的明明白白

为什么使用

分布式锁拆一下是两个点


  • 锁的概念,从操作系统到语言使用都有使用,就是一个资源的使用,一次只能有一个单位去用,并发竞争的情况下,就需要加锁来保证,一个人使用,使用完解锁,再下一个使用,如此。所以锁是串行化了并发操作,也会影响性能。
  • 分布式
    分布式环境,其实是集群环境,就是一个应用部署了多份,多份同样的代码都在跑,单体应用上使用java的锁,已经不适用于分布式环境了,于是需要第三方来协调,如zk、redis等;第三方来管理锁,多台机器在第三方去获得锁,解锁。
    所以,由于现在的应用基本都是分布式集群环境,锁就演变成了分布式锁

怎么使用

引入

java语言的锁通过状态管理,我获得了锁,我的状态改为1,解锁再改为0,如此来管理竞争锁的线程(lock) redis中的锁结合redis的特性,就是通过redis设置一个值,解锁时删除,因为是竞争,所以只能有一个set成功

解决原子性问题

  • 因此需要使用setnx,只有redis中没有这个key才会set成功
  • set之后需要del来解锁,这里分布式环境下很明显两个操作是要保证原子性的;因此set再del不行,set再expire也不行(两步操作,后一步可能执行不到陷入死锁);因此redis2.8版本更新了set操作,通过setnx ex来保证原子性,如 set lock:user true ex 5 nx

超时问题

有一个问题是在加锁和解锁之间,执行任务逻辑的时候,如果没执行完就到了超时时间释放了锁,第二个线程进来持有了锁,临界区代码没有严格串行执行,将会产生问题(因此分布式锁也不适合做长时间的任务)
有个稍微安全又简单的方案是set value为一个随机数,在释放时匹配随机数,一致再释放,可以保证当前线程的锁不会被其他线程释放。redis中没有这种操作,因此需要使用lua来执行并保证原子性操作

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

在实际使用时,可对这部分try catch,在finally中可以释放锁,提前执行完毕时先释放锁提升性能。

集群容错性

redis集群中带来的容错,在master挂掉之后,slave中没有同步到锁,因此新的master没有锁,加锁成功之后,有多个锁就不安全了。
redlock算法解决这个问题,思路也比较简单,需要多个redis master节点,采用过半机制,加锁时,对过半节点发送set(key,value,nx,ex)指令,过半成功则成功,释放同样发送del指令,比较消耗性能。

分布式锁如深究还有可重入性包装等,待更新,以上内容如不对请指出!

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