一、什么是分布式锁?
在传统的java进程中,我们常常用Synchronized三、详解Synchronized-CSDN博客或者ReentrantLock五、详解ReentrantLock-CSDN博客来对临界区进行加锁,防止多个线程之间并行访问,导致数据读写异常。但是这种锁的粒度仅限于当前jvm中,在工业生产环境下,往往一个web项目会部署多台机器,也就意味着会有多个jvm。那么这几个jvm是独立的,这就导致上述的锁失效。
分布式锁是一种在分布式系统环境下,通过多个节点对共享资源进行访问控制的机制。在分布式系统中,为了防止多个节点同时操作同一份数据,从而导致数据的不一致,需要使用分布式锁来确保在同一时刻只有一个节点能够操作数据。
二、常见的分布式锁实现方式
分布式锁的实现方式有很多种,常见的有基于数据库的分布式锁、基于缓存(如Redis)的分布式锁、基于ZooKeeper的分布式锁等。
而在互联网工业生产环境中,由于对性能的要求,基本上都在使用Redis来进行分布式锁。
三、Redis分布式锁的实现
3.1 setnx和expire命令
在redis的命令 三、详解Synchronized-CSDN博客 中,我们学到过setnx命令。setnx命令常用于实现分布式锁。具体来说,多个客户端可以尝试使用setnx命令来创建相同的锁(key),只有一个客户端的操作会成功,成功的客户端将获得锁,失败的客户端将不会获得锁。这样可以确保同时只有一个客户端能够操作被锁住的资源,避免并发操作导致的数据不一致。
但是setnx的命令没有设置超时时间,因此当前的key会一直存放在redis中,除非有线程主动的del key。因此,在添加setnx key 的时候,需要在后面设置expire key 过期时间。
如果 setnx key 和 expire key 中间,服务挂了,那么当前key将一直存在Redis,导致其他线程无法加锁。
因此,可以使用set命令,因为set命令后面有很多参数:
set key value ex 10 nx。这样,设置值和设置过期时间将是一个原子的操作。
3.2 setnx分布式锁的缺点
1、setnx需要手动释放,即使设置了过期时间,这个时间也没有一个标准。如果时间过短,其他线程就可以获取锁,如果时间太长,其他线程就得等。
2、不支持重入。相同的线程重复进行加锁的时候,会被阻塞住。
3、锁误删。这个和redis过期时间有关,例如:a线程加了锁,然后执行逻辑,由于redis的过期时间很短,a还没执行完,锁就过期了。此时b线程加锁成功,开始处理逻辑。那么这个时候a线程执行结束,执行finally的锁释放。这就导致a线程释放了b线程加的锁。
下面给出一个简单的demo:
java
class LockTest{
private RedisClient redisClient;
private static final UUID = UUID.uuid();
//加锁
public boolean tryLock(String lockName, long expireTime){
String value = UUID + System.currentThread(); //防止锁误删
return redisClient.set(lockName, value, expireTime); //设置redis的key和value以及过期时间
}
//解锁
public void unLock(String lockName){
String targetValue = UUID + System.currentThread();
Strign value = redisClient.get(lockName);
if(targetValue.equals(value)){
redisClient.delete(locaName);
}
}
}
四、Redisson分布式锁
4.1 lua脚本
在上述demo中,尤其是在unlock的方法中,redisClient.get() 和redisClient.delete()方法是隔开的。如果get方法之后,线程被挂起,那么delete()方法还是可能被误删。
根本原因就是读写操作不是原子的。如果get和delete处于原子操作中,那么就不会出现误删的现象。
在redis中,支持lua脚本语言,而lua脚本在redis执行过程是一个原子的,也就意味着,要么整个lua脚本全执行,要么全不执行。
具体的lua脚本的语法这里不做多说明,大家可以自行查询。
这里将上面的delete方法进行修改:
java
public void unLock(String lockName){
String targetValue = UUID + System.currentThread();
redisClient.eval("local id = redis.call('get', KEYS[1])
local targetId = ARGV[1]if(id == targetId) then
return redis.call('del', KEYS[1])end return 0",
Lists.newArrayList(lockName), Lists.newArrayList(targetValue));
}