Redis实现分布式锁_jedis实现分布式锁

一、分布式锁和普通锁的区别

1.普通的锁

        用来解决一个进程的多个线程同时操作同一资源的问题，如果是在分布式系统或者集群中，普通的锁是锁不住的。如图1：

2.分布式锁

        用来解决多个进程同时操作同一资源的问题。他的原理就是所有的获取到同一把锁，无论有多少个服务，只有一个服务可以获取到锁，其他没有获得到的锁的服务则进行等待或者自旋等，直到锁释放，其他的服务才可以尝试获取到锁，如图2：

二、Redis实现分布式锁

1.使用setnx加锁和释放锁

        Redis有一个setnx可以实现分布式锁，sexnx在指定的key不存在时，会为key设置指定的值，若给定的key已存在，setnx不做任何操作。

if（jedis.setnx（lock_stock，1） == 1）{	//获取锁
    try {
        //需要执行的业务代码
    } finally {
        //释放锁
        jedis.del（lock_stock）			 
}

2.为锁设置过期时间

        使用setnx的命令进行加锁和释放锁，我们可以发现可能会存在死锁的现象，当我们在锁释放之前，服务宕机了，就会导致锁无法释放，那么其他的服务也就无法获取到锁，就会造成死锁，因此，我们在加锁时还应该为锁设置一个过期的时间。

if（jedis.setnx（lock_stock，1） == 1）{	//获取锁
    //设置锁超时
    expire（lock_stock，2）		
    try {
        //需要执行的业务代码
    } finally {
        //释放锁
        jedis.del（lock_stock）
    }
}

        但是使用了expire设置了过期时间，仍会存在一种极值的现象，就是若在加锁和设置锁超时之间，服务发生了宕机，依然会发生死锁的现象，因此我们需要去保证加锁和释放的原子性。Redis中提供了一个set命令可以解决这个问题，相当于是加锁的设置过期时间的一个组合命令。

if（set(lock_stock,1,"NX","EX",2) == 1）{    //获取锁并设置超时
    try {
        //需要执行的业务代码
    } finally {
        //释放锁
        del（lock_stock）                    
    }
}

        - EX ： 将键的过期时间设置为秒。 执行 SET key value EX seconds 的效果等同于执行 SETEX key seconds value 。
        - PX ： 将键的过期时间设置为毫秒。 执行 SET key value PX milliseconds 的效果等同于执行 PSETEX key milliseconds value 。
        - NX ： 只在键不存在时，才对键进行设置操作。 执行 SET key value NX 的效果等同于执行 SETNX key value 。
        - XX ： 只在键已经存在时， 才对键进行设置操作。

3.删除锁之前判断锁

        使用set命令进行加锁和释放锁，虽然保证了原子性，但是又出现了新的问题，如果我们需要执行的业务代码时间超过了锁设置的过期时间，那么在锁达到过期时间时会将这个锁释放，而在执行完业务后又进行了一次锁的删除，就会导致第二次删除的锁不是执行该业务时加的锁，造成锁的一个误删除现象。为解决这一问题，我们需要在删除锁的时候进行锁的判断，判断当前删除的锁是不是自己的锁。

String uuid = UUID.randomUUID().toString();
if（jedis.set(lock_stock,uuid,"NX","EX",5) == 1）{    //获取锁并设置超时
    try {
        //执行自己的业务代码
    } finally {
        //获取锁的值
        String lockValue = jedis.get(lock_stock);    
        //判断是不是自己的锁
        if(lockValue.equals(uuid)){            
            //释放锁
            jedis.del（lock_stock）                   
        }
    }
}

        除了要判断锁，我们还应该去保证判断锁和删除锁的一个原子性，否则依然会有极值的问题，导致锁的误删除，因此这里使用Redis+Lua脚本来解决一致性的问题。

String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] 
	then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

        上述的这段Lua脚本，可以保证多个命令的原子性，其中

•  redis.call(‘get’, KEYS[1]) ：是调用redis的get命令，key可以通过参数传入
•  == ARGV[1] ：意思是是否和 某个值相等，这里的值也可以参数传入
•  then return redis.call(‘del’, KEYS[1]) ：如果相等就执行 redis.call('del', KEYS[1]) 删除操作
•  else return 0 end ：否则就返回

        修改上述的代码为：

String uuid = UUID.randomUUID().toString();
if（jedis.set(lock_stock,uuid,"NX","EX",2) == 1）{	//获取锁并设置超时
    try {
        //需要执行的业务代码
    } finally {
        //lua脚本
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        //执行脚本
        jedis.eval(script, Collections.singletonList("lock_stock"),Collections.singletonList(uuid));
    }
}

        到此一个基本的redis实现分布式锁就完成了，但是考虑到实际的业务，未获得锁的线程可以做重入，等待一会儿，再次尝试获取锁。

public void method(){
    String uuid = UUID.randomUUID().toString();
    if（jedis.set(lock_stock,uuid,"NX","EX",5) == 1）{    //获取锁并设置超时
        try {
            //需要执行的业务代码
        } finally {
            //lua脚本
            String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
            //执行脚本
            jedis.eval(script, Collections.singletonList("lock_stock"),Collections.singletonList(uuid));
        }
    }else{
        //休眠之后重入方法，尝试获取锁，休眠的时间可根据自己的时间调整
        Thread.sleep(100);
        //自旋，重新进入方法
        method();    
    }
}