一、為什么需要分布式鎖

• 1.在java單機服務(wù)中，jvm內(nèi)部有一個全局的鎖監(jiān)視器，只有一個線程能獲取到鎖，可以實現(xiàn)線程之間的互斥
• 2.當有多個java服務(wù)時，會有多個jvm，也會有多個鎖監(jiān)視器，這樣沒辦法使得多個jvm之間的線程互斥，所以無法使用jvm內(nèi)部的鎖監(jiān)視器，也就是synchronized關(guān)鍵字無法用于此場景
• 3.需要在多個jvm外部加一個鎖監(jiān)視器，這樣保證不同的jvm的線程保持互斥
• 4.滿足分布式系統(tǒng)或者集群模式下多個進程都可見并且互斥的鎖
• 5.分布式鎖滿足的特性：多進程可見、互斥、高可用、高性能、安全
• 6.分布式鎖是否可重入
• 7.分布式鎖是否公平

二、分布式鎖的實現(xiàn)方案

• 1.mysql實現(xiàn)：利用mysql內(nèi)部的寫操作（本身的互斥鎖），可以開啟一個事務(wù)，執(zhí)行業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)執(zhí)行完之后，提交事務(wù)釋放鎖，當業(yè)務(wù)出現(xiàn)異常，事務(wù)回滾，釋放鎖。可用性好，性能一般，斷開連接也會釋放鎖，是安全的
• 2.redis實現(xiàn)：利用setnx的互斥命令，當key存在的時候set值會失敗，當key不存在的時候才會set成功，刪除key之后，鎖便能釋放。redis集群，可用性得到保障，高性能。給key加上過期時間，即使服務(wù)器宕機，redis重啟，key到期失效鎖也會自動失效，解決安全性問題。key的過期時間也是有講究的，如果過短，業(yè)務(wù)還未處理完便釋放了鎖，會有問題。如果過長，無效的等待時間會變多。
• 3.zookeeper實現(xiàn)：利用節(jié)點的唯一性和有序性實現(xiàn)互斥。zookeeper可以集群，可用性好，zookeeper是強一致性，性能上比redis差，節(jié)點是臨時節(jié)點，服務(wù)器宕機，節(jié)點斷開連接會自動釋放

三、redis分布式鎖

3.1 簡單實現(xiàn)

• 1.獲取鎖：setnx lock thread，lock不存在則設(shè)置key，lock存在則設(shè)置不了lock
• 2.釋放鎖：del key，如果服務(wù)宕機，沒有del key，會導(dǎo)致key一直存在，造成死鎖
• 3.設(shè)置過期時間：expire lock 10，lock在10秒后自動過期
• 4.若setnx lock thread之后，還沒來得及expire lock 10，服務(wù)器宕機，仍然會死鎖，是用一個set命令保證原子性，即set lock thread ex 10 nx
• 5.獲取鎖失敗會有兩種機制，一是繼續(xù)等待，等到有線程釋放鎖為止，阻塞式獲取，二是非阻塞是獲取，如果獲取失敗，會嘗試再獲取一次，如果還是失敗則立即結(jié)束返回結(jié)果。阻塞式實現(xiàn)比較麻煩，對cpu也會產(chǎn)生壓力
• 6.非阻塞式分布式鎖實現(xiàn)過程：嘗試獲取鎖，獲取鎖成功，執(zhí)行業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)如果超時或者宕機則釋放鎖，業(yè)務(wù)執(zhí)行完畢也會釋放鎖
• 7.誤刪鎖情況：線程1獲取到鎖，由于業(yè)務(wù)處理時間過長，鎖超時釋放，此時線程2獲取到鎖，執(zhí)行業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)時間也長，線程1此時業(yè)務(wù)處理完畢，然后釋放了鎖，線程3此時拿到鎖執(zhí)行業(yè)務(wù)，那么此時線程2和線程3的執(zhí)行業(yè)務(wù)就是非互斥的，造成并發(fā)不安全。
• 8.對于無刪除鎖情況，鎖的value中應(yīng)該存一份線程的標識（可以用uuid，若是線程的id，集群情況下會發(fā)生線程id重復(fù)的情況），實現(xiàn)過程：線程1獲取到鎖，并存入線程標識，獲取鎖成功，開始執(zhí)行業(yè)務(wù)，若業(yè)務(wù)超時或服務(wù)宕機，自動釋放鎖，若業(yè)務(wù)執(zhí)行完畢且沒有超時，判斷鎖標識是否是線程1的，如果是則釋放鎖
• 9.非原子操作情況：線程1獲取到鎖，然后處理業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)處理完畢，準備釋放鎖，判斷鎖標識是否是線程1的，判斷是的，開始釋放鎖，此時線程1阻塞（jvm發(fā)生FullGC）,導(dǎo)致redis鎖超時釋放，GC完畢，線程2獲取到鎖，開始執(zhí)行業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)時間較長，線程1阻塞結(jié)束，釋放掉了鎖，線程3獲取到鎖，執(zhí)行業(yè)務(wù)，此時線程2和線程3的業(yè)務(wù)處理產(chǎn)生并發(fā)問題。所以需要線程1判斷鎖標識的操作和釋放鎖的操作要保證原子性，需要用lua腳本實現(xiàn)
• 10.還有其它問題，例如不可重入，同一個線程無法多次獲取同一個鎖；不可重試，獲取鎖只嘗試一次就返回false，沒有重試機制；超時釋放，超時釋放可以避免死鎖，但業(yè)務(wù)處理時間過長，導(dǎo)致鎖超時釋放，會存在安全隱患；主從一致性問題，如果redis提供了主從集群，線程1在主機上設(shè)置了鎖，主從同步存在延遲，當主機宕機時，從機沒有同步到主機上的鎖數(shù)據(jù)，線程2讀從機時未發(fā)現(xiàn)到鎖，線程2也能拿到鎖，此時從機被推選為主機，并緩存了線程2的鎖，此時線程1和線程2在業(yè)務(wù)處理上存在并發(fā)問題

3.2 成熟的實現(xiàn)

• 1.開源框架redission

文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-424272.html

到了這里，關(guān)于【redis】redis分布式鎖的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請在右上角搜索TOY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！