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    浅谈Redis分布式锁的正确实现方式

    栏目:win服务器问题汇总 时间:2019-12-13 16:15

    前言

    分布式锁一般有三种实现方式:1. 数据库乐观锁;2. 基于Redis的分布式锁;3. 基于ZooKeeper的分布式锁。本篇博客将介绍第二种方式,基于Redis实现分布式锁。虽然网上已经有各种介绍Redis分布式锁实现的博客,然而他们的实现却有着各种各样的问题,为了避免误人子弟,本篇博客将详细介绍如何正确地实现Redis分布式锁。

    可靠性

    首先,为了确保分布式锁可用,我们至少要确保锁的实现同时满足以下四个条件:
    1.互斥性。在任意时刻,只有一个客户端能持有锁。
    2.不会发生死锁。即使有一个客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁,也能保证后续其他客户端能加锁。
    3.具有容错性。只要大部分的Redis节点正常运行,客户端就可以加锁和解锁。
    4.解铃还须系铃人。加锁和解锁必须是同一个客户端,客户端自己不能把别人加的锁给解了。

    代码实现

    组件依赖

    首先我们要通过Maven引入Jedis开源组件,在pom.xml文件加入下面的代码:

    <dependency>
     <groupId>redis.clients</groupId>
     <artifactId>jedis</artifactId>
     <version>2.9.0</version>
    </dependency>

    加锁代码

    正确姿势

    Talk is cheap, show me the code。先展示代码,再带大家慢慢解释为什么这样实现:

    public class RedisTool {
    
     private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
     private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
     private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
    
     /**
      * 尝试获取分布式锁
      * @param jedis Redis客户端
      * @param lockKey 锁
      * @param requestId 请求标识
      * @param expireTime 超期时间
      * @return 是否获取成功
      */
     public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
    
      String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
    
      if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
       return true;
      }
      return false;
    
     }
    
    }

    可以看到,我们加锁就一行代码:jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time),这个set()方法一共有五个形参:

    第一个为key,我们使用key来当锁,因为key是唯一的。 第二个为value,我们传的是requestId,很多童鞋可能不明白,有key作为锁不就够了吗,为什么还要用到value?原因就是我们在上面讲到可靠性时,分布式锁要满足第四个条件解铃还须系铃人,通过给value赋值为requestId,我们就知道这把锁是哪个请求加的了,在解锁的时候就可以有依据。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。 第三个为nxxx,这个参数我们填的是NX,意思是SET IF NOT EXIST,即当key不存在时,我们进行set操作;若key已经存在,则不做任何操作; 第四个为expx,这个参数我们传的是PX,意思是我们要给这个key加一个过期的设置,具体时间由第五个参数决定。 第五个为time,与第四个参数相呼应,代表key的过期时间。

    总的来说,执行上面的set()方法就只会导致两种结果:1. 当前没有锁(key不存在),那么就进行加锁操作,并对锁设置个有效期,同时value表示加锁的客户端。2. 已有锁存在,不做任何操作。

    心细的童鞋就会发现了,我们的加锁代码满足我们可靠性里描述的三个条件。首先,set()加入了NX参数,可以保证如果已有key存在,则函数不会调用成功,也就是只有一个客户端能持有锁,满足互斥性。其次,由于我们对锁设置了过期时间,即使锁的持有者后续发生崩溃而没有解锁,锁也会因为到了过期时间而自动解锁(即key被删除),不会发生死锁。最后,因为我们将value赋值为requestId,代表加锁的客户端请求标识,那么在客户端在解锁的时候就可以进行校验是否是同一个客户端。由于我们只考虑Redis单机部署的场景,所以容错性我们暂不考虑。