㈠ 大家所推崇的 Redis 分布式锁,真的可以万无一失吗
使用Redis实现分布式锁最简单的方案是使用命令SETNX。SETNX(SET if Not eXist)的使用方式为:SETNX key value,只在键key不存在的情况下,将键key的值设置为value,若键key存在,则SETNX不做任何动作。SETNX在设置成功时返回,设置失败时返回0。当要获取锁时,直接使用SETNX获取锁,当要释放锁时,使用DEL命令删除掉对应的键key即可。
上面这种方案有一个致命问题,就是某个线程在获取锁之后由于某些异常因素(比如宕机)而不能正常的执行解锁操作,那么这个锁就永远释放不掉了。为此,我们可以为这个锁加上一个超时时间。第一时间我们会联想到Redis的EXPIRE命令(EXPIRE key seconds)。但是这里我们不能使用EXPIRE来实现分布式锁,因为它与SETNX一起是两个操作,在这两个操作之间可能会发生异常,从而还是达不到预期的结果
这里我们一眼就可以看出问题来:GET和DEL是两个分开的操作,在GET执行之后且在DEL执行之前的间隙是可能会发生异常的。如果我们只要保证解锁的代码是原子性的就能解决问题了。这里我们引入了一种新的方式,就是Lua脚本,解锁的时候还是使用DEL命令来解锁。
修改之后的方案看上去很完美,但实际上还是会有问题。试想一下,某线程A获取了锁并且设置了过期时间为10s,然后在执行业务逻辑的时候耗费了15s,此时线程A获取的锁早已被Redis的过期机制自动释放了。在线程A获取锁并经过10s之后,改锁可能已经被其它线程获取到了。当线程A执行完业务逻辑准备解锁(DEL key)的时候,有可能删除掉的是其它线程已经获取到的锁,总的来说Redis 分布式锁不是那么万无一失的。
㈡ Redis的Setnx命令实现分布式锁
首先,分布式锁和我们平常讲到的锁原理基本一样,目的就是确保在多个线程并发时,只有一个线程在同一刻操作这个业务或者说方法、变量。
在一个进程中,也就是一个jvm或者说应用中,我们很容易去处理控制,在 java.util 并发包中已经为我们提供了这些方法去加锁,比如 synchronized 关键字或者 Lock 锁,都可以处理。
但是如果在分布式环境下,要保证多个线程同时只有1个能访问某个资源,就需要用到分布式锁。这里我们将介绍用Redis的 setnx 命令来实现分布式锁。
其实目前通常所说的 setnx 命令,并非单指redis的 setnx key value 这条命令,这条命令可能会在后期redis版本中删除。
一般代指redis中对 set 命令加上 nx 参数进行使用, set 这个命令,目前已经支持这么多参数可选:
从 Redis 2.6.12 版本开始, SET 命令的行为可以通过一系列参数来修改:
注入bean
这里同时启动5个线程并发往redis中存储 lock 这个key(key可以自定义,但需要一致),同时设置10秒的过期时间。
setIfAbsent 这个函数实现的功能与 setnx 命令一样,代表如果没有这个key则set成功获取到锁,否则set失败没有获取到锁。
获得锁后进行资源的操作,最后释放锁。
执行效果 :
可以看到同时只有1个线程能够获取到锁。
使用 setnx 命令方式虽然操作比较简单方便,但是会有如下问题:
可以在丛肢再次获取锁时,如果锁被占用就get值,判断值是否是当前线程存的随机值,如果是则再次执行 set 命令重新上锁;当然为了保证原子性这些操作都要用 lua 脚本来执行。
可以使用 while 循环重复执行 setnx 命令,并设置一个超时时间退出循环。
可以尽量把锁自动过期的时间设的冗余一些。但也不能绝橡彻底解决。
可以在删除锁的时候先get值,判断值是否是当前线程存的随机值,只有相同才执行渗宏世删锁的操作;当然也要使用 lua 脚本执行来保证原子性。
分布式锁需要满足的特性
综上:使用 setnx 命令来实现分布式锁并不是一个很严谨的方案,如果是Java技术栈,我们可以使用 Redisson 库来解决以上问题,接下来的文章会介绍如何使用。
Redisson实现分布式锁
Redlock实现分布式锁