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分布式锁之redis锁及实现

2019-09-30 06:39 工业·编程 ⁄ 共 3083字 ⁄ 字号 暂无评论

分布式锁有几种常用的实现方式:zookeeper、memcached、redis、mysql。这里介绍一下redis的实现方式,并在最后附上了一个Demo小工具:

众所周知,reids锁是通过setnx + expire的方式实现的,setnx保证只有在key不存在时才能set成功,expire保证锁在非正常释放的情况下不会形成死锁。基本原理就是这个,但实际操作中我们需要注意几个问题

1)setnx与expire是非原子性的,那么如果setnx执行成功、但expire未执行,那么锁也就无法过期自动删除了。

    解决方案:redis提供命令set(key,1,30,nx)一步到位设置超时时间。
2)如果线程A先获得了锁,但是执行时间超过了锁的过期时间,锁自动释放了,那么线程B获得锁,不仅有可能导致执行结果出现并发不一致问题,如果A执行完了,那么还会删除掉B的锁。

    解决方案:(1)使用一个请求标识作为锁的value值,在删除前判断一下。(2)使用一个守护线程,不断的更新锁过期时间,保证执行过程中锁不会释放。
3)判断value值与删除锁不是原子的。

    解决方案:使用lua脚本,保证判断与删除原子操作。


public class RedisLockUtil {

    private static final Jedis DEFAULT_CLIENT = RedisClient.getInstance();
    private static final String LOCK_SUCCESS="OK";
    private static final Long RELEASE_SUCCESS=1L;
    private static final Long EXPIRE_SUCCESS=1L;

    /**
     * 加锁
     * @param client  可自己传入redis-client,如果是null,则用默认的client
     * @param lockId  当前锁的key值
     * @param requestId 当前加锁的任务的请求标识,可以用线程id,或者分布式唯一id,
     *                   可以保证全局唯一即可,作为当前锁的value值使用,用作删除或
     *                   延时是判断是否是持有锁的任务
     * @param second  过期时间,避免锁未正常释放时形成死锁
     * @return true:加锁成功,flase:加锁失败
     */
    public static boolean lock(Jedis client, String lockId, String requestId,int second) {
        if (client == null)
            client = DEFAULT_CLIENT;
//        client.setnx(lockId,"1");
//        client.expire(lockId,60);
        //加锁和超时设置分为了两步,没法保证原子性,所以可以直接用下面的命令
        String rst = client.set(lockId,requestId,"nx","ex",second);
        if (LOCK_SUCCESS.equals(rst)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 释放锁
     * @param client  可自己传入redis-client,如果是null,则用默认的client
     * @param lockId  当前锁的key值
     * @param requestId 请求标识,删除前判断是否是持有锁的任务
     * @return true:加锁成功,flase:加锁失败
     */
    public static boolean unlock(Jedis client, String lockId, String requestId) {
        if (client == null)
            client = DEFAULT_CLIENT;
        String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] " +
                "then return redis.call('del', KEYS[1]) " +
                "else return 0 end";
        Object rst = client.eval(luaScript, Collections.singletonList(lockId), Collections.singletonList(requestId));
        if (RELEASE_SUCCESS.equals(rst)) {
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 延迟加锁时间
     * @param client 可自己传入redis-client,如果是null,则用默认的client
     * @param lockId  当前锁的key值
     * @param requestId 请求标识,延时前判断是否是持有锁的任务
     * @param second 申请延迟的时间
     * @return true:加锁成功,flase:加锁失败
     */
    public static boolean expired(Jedis client, String lockId, String requestId, int second) {
        if (client == null)
            client = DEFAULT_CLIENT;
        String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] " +
                "then return redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2]) " +
                "else return 0 end";
        Object rst = client.eval(luaScript,Collections.singletonList(lockId), Arrays.asList(requestId,String.valueOf(second)));
        if (EXPIRE_SUCCESS.equals(rst)) {
            return true;
        }
        return false;
    }
}

class RedisClient{
    private static volatile Jedis client = null;
    static Jedis getInstance(){
        String host = "127.0.0.1";
        int port = 6379;
        synchronized (RedisClient.class) {
            if (client == null) {
                client = new Jedis(host,port);
            }
        }
        return  client;
    }
}

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