前言
分布式鎖一般有三種實(shí)現(xiàn)方式：
- 數(shù)據(jù)庫樂觀鎖；
- 基于Redis的分布式鎖；
- 基于ZooKeeper的分布式鎖
本篇博客將介紹第二種方式，基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖。
雖然網(wǎng)上已經(jīng)有各種介紹Redis分布式鎖實(shí)現(xiàn)的博客，然而他們的實(shí)現(xiàn)卻有著各種各樣的問題，為了避免誤人子弟，本篇博客將詳細(xì)介紹如何正確地實(shí)現(xiàn)Redis分布式鎖。
可靠性
首先，為了確保分布式鎖可用，我們至少要確保鎖的實(shí)現(xiàn)同時(shí)滿足以下四個(gè)條件：
- 互斥性。在任意時(shí)刻，只有一個(gè)客戶端能持有鎖。
- 不會(huì)發(fā)生死鎖。即使有一個(gè)客戶端在持有鎖的期間崩潰而沒有主動(dòng)解鎖，也能保證后續(xù)其他客戶端能加鎖。
- 具有容錯(cuò)性。只要大部分的Redis節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行，客戶端就可以加鎖和解鎖。
- 解鈴還須系鈴人。加鎖和解鎖必須是同一個(gè)客戶端，客戶端自己不能把別人加的鎖給解了。
代碼實(shí)現(xiàn)
組件依賴
首先我們要通過Maven引入Jedis開源組件，在pom.xml文件加入下面的代碼：
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
<version>2.9.0</version>
</dependency>
加鎖代碼
正確姿勢
先展示代碼，再帶大家慢慢解釋為什么這樣實(shí)現(xiàn)：
可以看到，我們加鎖就一行代碼：
jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)
這個(gè)set()方法一共有五個(gè)形參：
第一個(gè)為key，我們使用key來當(dāng)鎖，因?yàn)閗ey是唯一的。
第二個(gè)為value，我們傳的是requestId，很多童鞋可能不明白，有key作為鎖不就夠了嗎，為什么還要用到value？
原因就是我們在上面講到可靠性時(shí)，分布式鎖要滿足第四個(gè)條件解鈴還須系鈴人，通過給value賦值為requestId，我們就知道這把鎖是哪個(gè)請求加的了，在解鎖的時(shí)候就可以有依據(jù)。
requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。
第三個(gè)為nxxx，這個(gè)參數(shù)我們填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即當(dāng)key不存在時(shí)，我們進(jìn)行set操作；若key已經(jīng)存在，則不做任何操作；
第四個(gè)為expx，這個(gè)參數(shù)我們傳的是PX，意思是我們要給這個(gè)key加一個(gè)過期的設(shè)置，具體時(shí)間由第五個(gè)參數(shù)決定。
第五個(gè)為time，與第四個(gè)參數(shù)相呼應(yīng)，代表key的過期時(shí)間。
總的來說，執(zhí)行上面的set()方法就只會(huì)導(dǎo)致兩種結(jié)果：
- 當(dāng)前沒有鎖（key不存在），那么就進(jìn)行加鎖操作，并對鎖設(shè)置個(gè)有效期，同時(shí)value表示加鎖的客戶端。
- 已有鎖存在，不做任何操作。
心細(xì)的童鞋就會(huì)發(fā)現(xiàn)了，我們的加鎖代碼滿足我們可靠性里描述的三個(gè)條件。
首先，set()加入了NX參數(shù)，可以保證如果已有key存在，則函數(shù)不會(huì)調(diào)用成功，也就是只有一個(gè)客戶端能持有鎖，滿足互斥性。
其次，由于我們對鎖設(shè)置了過期時(shí)間，即使鎖的持有者后續(xù)發(fā)生崩潰而沒有解鎖，鎖也會(huì)因?yàn)榈搅诉^期時(shí)間而自動(dòng)解鎖（即key被刪除），不會(huì)發(fā)生死鎖。
最后，因?yàn)槲覀儗alue賦值為requestId，代表加鎖的客戶端請求標(biāo)識，那么在客戶端在解鎖的時(shí)候就可以進(jìn)行校驗(yàn)是否是同一個(gè)客戶端。
由于我們只考慮Redis單機(jī)部署的場景，所以容錯(cuò)性我們暫不考慮。
錯(cuò)誤示例1
比較常見的錯(cuò)誤示例就是使用jedis.setnx()和jedis.expire()組合實(shí)現(xiàn)加鎖
代碼如下：
setnx()方法作用就是SET IF NOT EXIST，expire()方法就是給鎖加一個(gè)過期時(shí)間。
乍一看好像和前面的set()方法結(jié)果一樣，然而由于這是兩條Redis命令，不具有原子性，如果程序在執(zhí)行完setnx()之后突然崩潰，導(dǎo)致鎖沒有設(shè)置過期時(shí)間。那么將會(huì)發(fā)生死鎖。
網(wǎng)上之所以有人這樣實(shí)現(xiàn)，是因?yàn)榈桶姹镜膉edis并不支持多參數(shù)的set()方法。
錯(cuò)誤示例2
這一種錯(cuò)誤示例就比較難以發(fā)現(xiàn)問題，而且實(shí)現(xiàn)也比較復(fù)雜。實(shí)現(xiàn)思路：使用jedis.setnx()命令實(shí)現(xiàn)加鎖，其中key是鎖，value是鎖的過期時(shí)間。
執(zhí)行過程：
- 通過setnx()方法嘗試加鎖，如果當(dāng)前鎖不存在，返回加鎖成功。
- 如果鎖已經(jīng)存在則獲取鎖的過期時(shí)間，和當(dāng)前時(shí)間比較，如果鎖已經(jīng)過期，則設(shè)置新的過期時(shí)間，返回加鎖成功。
代碼如下：
那么這段代碼問題在哪里？
1. 由于是客戶端自己生成過期時(shí)間，所以需要強(qiáng)制要求分布式下每個(gè)客戶端的時(shí)間必須同步。
2. 當(dāng)鎖過期的時(shí)候，如果多個(gè)客戶端同時(shí)執(zhí)行jedis.getSet()方法，那么雖然最終只有一個(gè)客戶端可以加鎖，但這個(gè)客戶端的鎖過期時(shí)間可能被其他客戶端覆蓋。
3. 鎖不具備擁有者標(biāo)識，即任何客戶端都可以解鎖。
解鎖代碼
正確姿勢
還是先展示代碼，再帶大家慢慢解釋為什么這樣實(shí)現(xiàn)：
可以看到，我們解鎖只需要兩行代碼就搞定了！
第一行代碼，我們寫了一個(gè)簡單的Lua腳本代碼，上一次見到這個(gè)編程語言還是在《黑客與畫家》里，沒想到這次居然用上了。
第二行代碼，我們將Lua代碼傳到j(luò)edis.eval()方法里，并使參數(shù)KEYS[1]賦值為lockKey，ARGV[1]賦值為requestId。eval()方法是將Lua代碼交給Redis服務(wù)端執(zhí)行。
那么這段Lua代碼的功能是什么呢？
其實(shí)很簡單，首先獲取鎖對應(yīng)的value值，檢查是否與requestId相等，如果相等則刪除鎖（解鎖）。
那么為什么要使用Lua語言來實(shí)現(xiàn)呢？
因?yàn)橐_保上述操作是原子性的。關(guān)于非原子性會(huì)帶來什么問題，可以閱讀【解鎖代碼-錯(cuò)誤示例2】
那么為什么執(zhí)行eval()方法可以確保原子性，源于Redis的特性，下面是官網(wǎng)對eval命令的部分解釋：
簡單來說，就是在eval命令執(zhí)行Lua代碼的時(shí)候，Lua代碼將被當(dāng)成一個(gè)命令去執(zhí)行，并且直到eval命令執(zhí)行完成，Redis才會(huì)執(zhí)行其他命令。
錯(cuò)誤示例1
最常見的解鎖代碼就是直接使用jedis.del()方法刪除鎖，這種不先判斷鎖的擁有者而直接解鎖的方式，會(huì)導(dǎo)致任何客戶端都可以隨時(shí)進(jìn)行解鎖，即使這把鎖不是它的。
public static void wrongReleaseLock1(Jedis jedis, String lockKey) {
jedis.del(lockKey);
}
錯(cuò)誤示例2
這種解鎖代碼乍一看也是沒問題，甚至我之前也差點(diǎn)這樣實(shí)現(xiàn)，與正確姿勢差不多，唯一區(qū)別的是分成兩條命令去執(zhí)行
代碼如下：
如代碼注釋，問題在于如果調(diào)用jedis.del()方法的時(shí)候，這把鎖已經(jīng)不屬于當(dāng)前客戶端的時(shí)候會(huì)解除他人加的鎖。
那么是否真的有這種場景？
答案是肯定的，比如客戶端A加鎖，一段時(shí)間之后客戶端A解鎖，在執(zhí)行jedis.del()之前，鎖突然過期了，此時(shí)客戶端B嘗試加鎖成功，然后客戶端A再執(zhí)行del()方法，則將客戶端B的鎖給解除了。
總結(jié)
本文主要介紹了如何使用Java代碼正確實(shí)現(xiàn)Redis分布式鎖，對于加鎖和解鎖也分別給出了兩個(gè)比較經(jīng)典的錯(cuò)誤示例。文章來源：http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-733758.html
其實(shí)想要通過Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖并不難，只要保證能滿足可靠性里的四個(gè)條件。文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-733758.html
到了這里，關(guān)于Redis實(shí)現(xiàn)方式開啟新篇章，解決分布式環(huán)境下的資源競爭問題，提升系統(tǒng)穩(wěn)定性的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY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)！
