【Redis】如何利用 Redis 实现一个分布式锁？

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何时需要分布式锁？

在分布式的环境下，当多个服务器并发修改同一个资源时，为了避免竞争就需要使用分布式锁。那为什么不能使用Java自带的锁呢？因为Java中的锁是面向多线程设计的，它只局限于当前的JRE环境。而多个server实际上是多进程，是不同的JRE环境，所以Java自带的锁机制在这个场景下是无效的。

如何实现分布式锁？

采用Redis实现分布式锁，就是在Redis里存一份代表锁的数据，通常用字符串即可。实现分布式锁的思路，以及优化的过程如下：

🔎实现过程：

加锁

第一版，这种方式的缺点是容易产生死锁，因为客户端有可能忘记解锁，或者解锁失败。

setnx key value

第二版，给锁增加了过期时间，避免出现死锁。但这两个命令不是原子的，第二步可能会失败，依然无法避免死锁问题。

setnx key value expire key seconds

第三版，通过"set...nx..."命令，将加锁、过期命令编排到一起，它们是原子操作了，可以避免死锁。

set key value nx ex seconds

解锁

解锁就是删除代表锁的那份数据。

del key

问题

看起来已经很完美了，但实际上还有隐患，如下图。进程A在任务没有执行完毕时，锁已经到期被释放了。等进程A的任务执行结束后，它依然会尝试释放锁，因为它的代码逻辑就是任务结束后释放锁。但是，它的锁早已自动释放过了，它此时释放的可能是其他线程的锁。

想要解决这个问题，我们需要解决两件事情：

在加锁时就要给锁设置一个标识，进程要记住这个标识。当进程解锁的时候，要进行判断，是自己持有的锁才能释放，否则不能释放。可以为key赋一个随机值，来充当进程的标识。
解锁时要先判断、再释放，这两步需要保证原子性，否则第二步失败的话，就会出现死锁。而获取和删除命令不是原子的，这就需要采用Lua脚本，通过Lua脚本将两个命令编排在一起，而整个Lua脚本的执行是原子的。

按照以上思路，优化后的命令如下：

java 复制代码

# 加锁 set key random-value nx ex seconds   
# 解锁 if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then     
return redis.call("del",KEYS[1]) else     return 0 end

基于 RedLock 算法的分布式锁

在单个主节点的架构上实现分布式锁，是无法保证高可用的。若要保证分布式锁的高可用，则可以采用多个节点的实现方案。这种方案有很多，而Redis的官方给出的建议是采用RedLock算法的实现方案。该算法基于多个Redis节点，它的基本逻辑如下：

这些节点相互独立，不存在主从复制或者集群协调机制；
加锁：以相同的KEY向N个实例加锁，只要超过一半节点成功，则认定加锁成功；
解锁：向所有的实例发送DEL命令，进行解锁；

我们可以自己实现该算法，也可以直接使用Redisson框架。