Redis——分布式锁

分布式锁

引言

其实这个章节,也都是从架构入手,了解其具体的架构思想,并根据实际情况去用相应的代码

所以本篇着重在于带大家理解架构,代码的话其实有Java的基础都不是很难的~~

为什么需要分布式锁

问 :已经有 synchronized 了,为什么还要搞 Redis 分布式锁?

答:

"synchronized 和 ReentrantLock 是 JVM 级别的锁,只能锁住当前这一个进程。但在分布式系统(微服务)中,我们通常有多台服务器(Tomcat)同时运行。比如'秒杀'场景,A 服务器和 B 服务器上的代码都能拿到库存,这就导致超卖。
分布式锁的核心目的,就是跨 JVM 实现互斥,让在同一时刻,全宇宙(集群)只有一个人能操作资源。"

加锁的三个核心原则

原子性(要么都有,要么都无)

  • 问 :先 set 再 expire 会有原子性问题吗?
  • 回 :必须强调使用 SET key value NX EX 命令(或者 Java 里的 setIfAbsent 配合 TimeUnit)。这两步必须是原子的,否则在设置值之后、设置过期时间之前,如果宕机了,就会产生死锁。

防死锁(过期时间)

  • 问:如果线程获取锁后,业务还没执行完服务器就挂了,怎么办?
  • 回 :给锁设置一个自动过期时间(expire)。如果持有锁的客户端宕机,Redis 会自动删除 Key,让锁自动释放,防止死锁。

防误删(唯一标识)

  • 问:A 拿到锁,过期了;B 拿到了锁;A 醒了把 B 的锁删了,怎么办?
  • 回 :这是个大坑。不能直接 del。必须在 Value 里存一个唯一标识(比如 UUID)。删除前要判断:只有当 Key 对应的 Value 是我自己的 UUID 时,我才允许删除。否则就不动。

关于"防误删"的进阶细节(原子性 + Lua)

问:要先判断再删除,那判断和删除不是原子性的怎么办?

答:

"这是一个非常关键的点。如果在 GET 判断之后,DEL 之前,锁过期了,这时候另一个客户端 C 又抢到了锁,那么原来的客户端再去 DEL,就会误删 C 的锁。
解决方案 :必须使用 Lua 脚本 。把'判断是否为自己的锁'和'删除锁'这两个操作封装成一个 Lua 脚本,通过 EVAL 命令发给 Redis 执行。因为 Redis 是单线程的,Lua 脚本在执行期间不会被中断,从而保证了原子性。"

Redis 集群下的脑裂问题

问:你的方案在单机 Redis 没问题,如果 Redis 是主从架构(Master-Slave)呢?

答:

"这里确实存在一个风险,通常叫'脑裂'或者'锁失效'。
场景 :客户端 A 在 Master 上拿到了锁。此时 Master 还没来得及把数据同步给 Slave,Master 挂了。Slave 升级为新的 Master。这时候客户端 B 发起请求,也能拿到锁。
结果 :A 和 B 同时拿到了锁,锁失效了。
解决方案 :业界通常使用 Redlock 算法 (需要向大多数节点申请锁),或者更推荐使用 Zookeeper(基于 ZAB 协议,强一致性)。不过在实际业务中,为了简单,我们通常依赖 Redis 的持久化和高可用机制,容忍极小概率的锁失效。"

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