Redis 分布式锁是一种基于 Redis 实现的、用于在分布式系统 中控制多个进程或服务节点互斥访问共享资源的协调机制。它的核心目标是确保在分布式环境下,对共享资源的操作(如数据修改)能够保持一致性,避免因并发访问导致的数据错误。
🔧 核心特性
一把可靠的 Redis 分布式锁应具备以下特性:
- 互斥性:这是最基本的要求,保证在任何时刻,只有一个客户端能够持有锁。
- 锁超时释放:锁应设有合理的过期时间,防止因持有锁的客户端崩溃或网络中断而导致锁无法释放,造成死锁。
- 安全性:锁只能由加锁的持有者释放,不能被其他客户端误删。这通常通过为每个锁设置唯一标识(如 UUID)来实现。
- 高可用与高性能:作为分布式锁基础的 Redis 服务需要高可用,并且加锁和解锁操作本身应尽可能高效,避免成为系统瓶颈。
⚙️ 实现原理与关键命令
Redis 分布式锁主要利用 Redis 的原子操作 来实现,其中最关键的命令是 SET key value NX EX seconds
(或 PX milliseconds
):
- NX:表示 "Set if Not eXists",即仅当 Key 不存在时才能设置成功,这保证了互斥性。
- EX/PX :为 Key 设置过期时间(EX 单位秒,PX 单位毫秒),这是避免死锁的关键。
- 释放锁时,为了确保安全 (只释放自己持有的锁),通常会结合 Lua 脚本实现原子性的"判断+删除"操作。
对于更高要求的场景,Redis 作者提出了 RedLock 算法,它通过在多个独立的 Redis 主节点上获取锁(通常需要超过半数的节点成功),来提升锁的可靠性,避免因单点故障或主从切换导致锁失效。
🚀 主要使用场景
Redis 分布式锁在以下高并发和需要数据强一致性的场景中非常有用:
场景 | 说明 |
---|---|
电商秒杀与库存扣减 | 防止商品超卖。在扣减库存前先获取锁,确保只有一个请求能操作库存。 |
分布式任务调度 | 确保在集群环境中,多个节点的定时任务(如每天的数据报表)在同一时间只有一个节点执行,避免重复执行。 |
防止重复提交 | 针对用户的关键操作(如支付、提交订单),通过锁机制确保即使在网络抖动导致客户端重复发送请求的情况下,服务端也只会处理一次。 |
全局配置更新 | 在微服务架构中,当需要更新所有服务的公共配置时,通过分布式锁协调更新过程,避免配置不一致。 |
💡 注意事项与最佳实践
- 锁的粒度 :锁的 Key 要精确。例如,对商品库存加锁时,使用
seckill:product:123
(商品ID=123)比使用一个全局的seckill:lock
性能更好,冲突更少。 - 过期时间设置 :锁的过期时间不宜过短或过长。过短可能导致业务未完成锁就释放;过长则故障恢复慢。建议设置为业务平均处理时间的 2-3 倍,或使用类似 Redisson 的 看门狗机制(Watchdog)自动续期。
- 务必释放锁 :释放锁的操作必须放在
finally
代码块中执行,确保即使业务代码异常也能释放锁。 - 选择成熟客户端 :在生产环境中,建议直接使用 Redisson 等成熟的 Redis 客户端库,它们提供了开箱即用的分布式锁实现,内置了看门狗、可重入等特性,能帮你处理很多底层细节和边界情况。