redis分布式锁 - 技术栈

概述

在需求开发中，经常会有类似需求：多个数据库操作之间要保证原子性。

如果是单机情况下，可以通过加锁实现操作的原子性，例如使用synchronized关键字，但是如果是分布式环境下，即使加了synchronized关键字，由于存在多个实例，每个实例间的变量并不共享，因此无法保证操作的原子性。

这种情况下，就需要通过分布式锁进行并发控制。

分布式锁需要满足以下条件：

1、对所有实例可见

2、具备超时自动释放的能力，避免由于获取锁的实例宕机导致产生死锁问题

实现

分布式锁有几种实现方式：redis、数据库、zookeeper

如今最流行的方式是通过redis实现分布式锁。

示例：假设数据库存储班级信息，每个学生对应一条记录

|----|----|------|---------|
| id | no | name | monitor |
| 主键 | 学号 | 姓名 | 是否为班长 |

现有交易 competeForMonitor()，需要实现效果为：首个调用交易的学生即为班长

代码实现如下：

java 复制代码

competeForMonitor(int id) {
    // 1、查询班长人数
    int num = classroom.getMonitorMum();    

    // 2、如果当前不存在，则更新为班长
    if (num == 0) {
        classroom.updateById(id);
    }
}

上述代码在没有并发的情况下能够正常执行，但是若存在并发场景，则会产生以下问题：

如果多个线程同时执行了第一步，获取到当前班长数量为0，则会同时执行第二步，将自己设置为班长，与原需求不符。

通过redis的setnx（set not exists如果不存在则设置key）命令可以实现操作的原子性。

由于redis本身为单线程操作，因此当有多个请求并发执行时，redis也能按顺序逐条执行，不会产生并发问题。

java 复制代码

competeForMonitor(int id) {
    // 如果获取锁失败，则自旋尝试获取锁
    while(!stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "value")) {
    }
    
    // 1、查询班长人数
    int num = classroom.getMonitorMum();    

    // 2、如果当前不存在，则更新为班长
    if (num == 0) {
        classroom.updateById(id);
    }
    // 释放锁
    stringRedisTemplate.delete("lock");
}

问题

上述代码可以实现最基本的分布式锁功能，即加锁和解锁操作。

然而，实际情况可能会有突发问题导致代码运行出现错误。比如，如果A实例获取到锁后挂了，锁未被释放，导致其他实例无法获取锁，影响正常业务，应该如何处理。

给锁加上过期时间？如果中间查询和更新操作实际耗时不确定，过期时间怎么确定？如果实际操作时间大于过期时间，锁被释放了，无法满足原子性怎么办？