基于Redis的分布式锁

1 实现原理

利用 Redis 的原子操作特性

Redis 是单线程处理命令的数据库，这使得它的一些操作具有原子性。在分布式锁的实现中，主要利用SET命令的原子性来实现锁的获取。
例如，使用SET key value NX PX milliseconds命令，其中NX（Not eXists）参数表示只有当键key不存在时才设置成功，PX参数用于设置键的过期时间（以毫秒为单位）。这就保证了在多个客户端同时请求获取锁时，只有一个客户端能够成功设置键值对，从而实现了互斥性。

设置过期时间避免死锁

为了防止客户端在获取锁之后由于某种原因（如进程崩溃、网络故障等）无法释放锁，导致其他客户端永远无法获取锁的情况（死锁），在获取锁时会为锁设置一个过期时间。
当锁过期后，Redis 会自动删除这个键值对，使得其他客户端有机会获取锁。过期时间的合理设置非常重要，需要根据业务逻辑的执行时间来确定，一般要保证业务逻辑能够在过期时间内完成。

通过唯一标识验证锁的归属

每个客户端在获取锁时会生成一个唯一标识（如使用UUID）作为value存储在 Redis 中。在释放锁时，需要验证当前锁对应的value是否与自己当初设置的一致，只有一致时才能释放锁。
这是因为在分布式环境中，可能会出现锁过期后被其他客户端重新获取的情况，如果不进行验证，可能会导致一个客户端误删其他客户端获取的锁。

2 代码实现

通过 set key value px milliseconds nx 命令实现加锁，通过Lua脚本实现解锁。

javascript 复制代码

//获取锁（unique_value可以是UUID等）
SET resource_name unique_value NX PX  30000

//释放锁（lua脚本中，一定要比较value，防止误解锁）
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end

set 命令要用 set key value px milliseconds nx，替代 setnx + expire 需要分两次执行命令的方式，保证了原子性，
value 要具有唯一性，可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成，用来标识这把锁是属于哪个请求加的，在解锁的时候就可以有依据；
释放锁时要验证 value 值，防止误解锁；
通过 Lua 脚本来避免 Check And Set 模型的并发问题，因为在释放锁的时候因为涉及到多个Redis操作（利用了eval命令执行Lua脚本的原子性）；

依赖

首先，我们需要引入Redis的客户端依赖。这里以Spring Data Redis为例：

XML 复制代码

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

工具类

我们可以创建一个Redis工具类来封装锁的操作：

java 复制代码

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;
import org.springframework.scripting.support.ResourceScriptSource;
import java.util.Collections;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

public class RedisLock {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    private static final String LOCK_KEY_PREFIX = "lock:";
    private static final String UNLOCK_LUA_SCRIPT = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

    public boolean tryLock(String lockKey, String requestId, long expireTime, TimeUnit timeUnit) {
        String result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(LOCK_KEY_PREFIX + lockKey, requestId, expireTime, timeUnit);
        return result != null;
    }

    public boolean unlock(String lockKey, String requestId) {
        DefaultRedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setScriptText(UNLOCK_LUA_SCRIPT);
        redisScript.setResultType(Long.class);
        return redisTemplate.execute(redisScript, Collections.singletonList(LOCK_KEY_PREFIX + lockKey), requestId) == 1L;
    }
}

锁的获取和释放

使用上述工具类，我们可以轻松地获取和释放锁：

java 复制代码

public class RedisLockExample {

    @Autowired
    private RedisLock redisLock;

    public void someMethod() {
        String lockKey = "someLockKey";
        String requestId = UUID.randomUUID().toString();
        boolean locked = redisLock.tryLock(lockKey, requestId, 10, TimeUnit.SECONDS);

        if (locked) {
            try {
                // 执行需要同步的代码
            } finally {
                redisLock.unlock(lockKey, requestId);
            }
        } else {
            // 获取锁失败，执行其他逻辑
        }
    }
}

3 Redisson锁的续期

当使用上述的实现方法时，如果获取锁后，【业务没执行完，锁过期释放】，此时该如何解决？

基于Redis的分布式锁

1 实现原理

2 代码实现

锁的获取和释放

3 Redisson锁的续期

4 Redlock