redis分布式锁

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?

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