詳解redis分布式鎖的這些坑

一、白話分布式

什么是分布式，用最簡單的話來說，就是為了較低單個服務(wù)器的壓力，將功能分布在不同的機器上面,本來一個程序員可以完成一個項目：需求->設(shè)計->編碼->測試

但是項目多的時候，一個人也扛不住，這就需要不同的人進行分工合作了

這就是一個簡單的分布式協(xié)同工作了；

二、分布式鎖

首先看一個問題，如果說某個環(huán)節(jié)被終止或者別侵占，就會發(fā)生不可知的事情

這就會出現(xiàn)，設(shè)計好的或者設(shè)計的半成品會被破壞，導(dǎo)致后面環(huán)節(jié)出錯；

這時候，我們就需要引入分布式鎖的概念；

何為分布式鎖

當(dāng)在分布式模型下，數(shù)據(jù)只有一份（或有限制），此時需要利用鎖的技術(shù)控制某一時刻修改數(shù)據(jù)的進程數(shù)。

用一個狀態(tài)值表示鎖，對鎖的占用和釋放通過狀態(tài)值來標(biāo)識。

分布式鎖的條件

• 可以保證在分布式部署的應(yīng)用集群中，同一個方法在同一時間只能被一臺機器上的一個線程執(zhí)行。
• 這把鎖要是一把可重入鎖（避免死鎖）
• 這把鎖最好是一把阻塞鎖
• 這把鎖最好是一把公平鎖
• 有高可用的獲取鎖和釋放鎖功能
• 獲取鎖和釋放鎖的性能要好

分布式鎖的實現(xiàn)

分布式鎖的實現(xiàn)由很多種，文件鎖、數(shù)據(jù)庫、redis等等，比較多，在實踐中，還是redis做分布式鎖性能會高一些；

三、redis實現(xiàn)分布式鎖

首先看兩個命令：

setnx:將 key 的值設(shè)為 value，當(dāng)且僅當(dāng) key 不存在。 若給定的 key 已經(jīng)存在，則 SETNX 不做任何動作。 SETNX 是SET if Not eXists的簡寫。

127.0.0.1:6379> set lock "unlock"
OK
127.0.0.1:6379> setnx lock "unlock"
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setnx lock "lock"
(integer) 0
127.0.0.1:6379>

expire:EXPIRE key seconds

為給定 key 設(shè)置生存時間，當(dāng) key 過期時(生存時間為 0 )，它會被自動刪除

127.0.0.1:6379> expire lock 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl lock
8
127.0.0.1:6379> get lock
(nil)

基于分布式鎖的流程：

這就是一個簡單的分布式鎖的實現(xiàn)流程，具體代碼實現(xiàn)也很簡單，就不贅述了；

四、redis實現(xiàn)分布式鎖問題

如果出現(xiàn)了這么一個問題：如果setnx是成功的，但是expire設(shè)置失敗，那么后面如果出現(xiàn)了釋放鎖失敗的問題，那么這個鎖永遠也不會被得到，業(yè)務(wù)將被鎖死？

解決的辦法：使用set的命令，同時設(shè)置鎖和過期時間

set參數(shù)：

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

EX seconds：設(shè)置失效時長，單位秒

PX milliseconds：設(shè)置失效時長，單位毫秒

NX：key不存在時設(shè)置value，成功返回OK，失敗返回(nil)

XX：key存在時設(shè)置value，成功返回OK，失敗返回(nil)

實踐：

127.0.0.1:6379> set unlock "234" EX 100 NX
(nil)
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> set test "111" EX 100 NX
OK

這樣就完美的解決了分布式鎖的原子性。

五、用鎖遇到過哪些問題？又是如何解決的？未關(guān)閉資源

由于當(dāng)前線程 獲取到redis 鎖，處理完業(yè)務(wù)后未及時釋放鎖，導(dǎo)致其它線程會一直嘗試獲取鎖阻塞，例如：用Jedis客戶端會報如下的錯誤信息

1redis.clients.jedis.exceptions.JedisConnectionException: Could not get a resource from the pool

redis線程池已經(jīng)沒有空閑線程來處理客戶端命令。使用原生方法記得關(guān)閉！

解決的方法也很簡單，只要我們細心一點，拿到鎖的線程處理完業(yè)務(wù)及時釋放鎖

B的鎖被A給釋放了

我們知道Redis實現(xiàn)鎖的原理在于 SETNX命令。當(dāng) key不存在時將 key的值設(shè)為 value ，返回值為 1；若給定的 key已經(jīng)存在，則 SETNX不做任何動作，返回值為 0 。

SETNX key value

我們來設(shè)想一下這個場景：A、B兩個線程來嘗試給key myLock加鎖，A線程先拿到鎖（假如鎖3秒后過期），B線程就在等待嘗試獲取鎖，到這一點毛病沒有。

那如果此時業(yè)務(wù)邏輯比較耗時，執(zhí)行時間已經(jīng)超過redis鎖過期時間，這時A線程的鎖自動釋放（刪除key），B線程檢測到myLock這個key不存在，執(zhí)行 SETNX命令也拿到了鎖。

但是，此時A線程執(zhí)行完業(yè)務(wù)邏輯之后，還是會去釋放鎖（刪除key），這就導(dǎo)致B線程的鎖被A線程給釋放了。

為避免上邊的情況，一般我們在每個線程加鎖時要帶上自己獨有的value值來標(biāo)識，只釋放指定value的key，否則就會出現(xiàn)釋放鎖混亂的場景

一般我們可以設(shè)置value為業(yè)務(wù)前綴_當(dāng)前線程ID或者uuid,只有當(dāng)前value相同的才可以釋放鎖

鎖過期了，業(yè)務(wù)還沒執(zhí)行完

redis分布式鎖過期，而業(yè)務(wù)邏輯沒執(zhí)行完的場景，不過，這里換一種思路想問題，把redis鎖的過期時間再弄長點不就解決了嗎？

那還是有問題，我們可以在加鎖的時候，手動調(diào)長redis鎖的過期時間，可這個時間多長合適？業(yè)務(wù)邏輯的執(zhí)行時間是不可控的，調(diào)的過長又會影響操作性能。

要是redis鎖的過期時間能夠自動續(xù)期就好了。

為了解決這個問題我們使用redis客戶端redisson，redisson很好的解決了redis在分布式環(huán)境下的一些棘手問題，它的宗旨就是讓使用者減少對Redis的關(guān)注，將更多精力用在處理業(yè)務(wù)邏輯上。

redisson對分布式鎖做了很好封裝，只需調(diào)用API即可。

RLock lock = redissonClient.getLock("stockLock");

redisson在加鎖成功后，會注冊一個定時任務(wù)監(jiān)聽這個鎖，每隔10秒就去查看這個鎖，如果還持有鎖，就對過期時間進行續(xù)期。默認(rèn)過期時間30秒。這個機制也被叫做：“看門狗”

redis主從復(fù)制的坑

redis高可用最常見的方案就是主從復(fù)制（master-slave），這種模式也給redis分布式鎖挖了一坑。

redis cluster集群環(huán)境下，假如現(xiàn)在A客戶端想要加鎖，它會根據(jù)路由規(guī)則選擇一臺master節(jié)點寫入key mylock，在加鎖成功后，master節(jié)點會把key異步復(fù)制給對應(yīng)的slave節(jié)點。

如果此時redis master節(jié)點宕機從節(jié)點復(fù)制失敗，為保證集群可用性，會進行主備切換，slave變?yōu)榱藃edis master。B客戶端在新的master節(jié)點上加鎖成功，而A客戶端也以為自己還是成功加了鎖的。另外如果主從復(fù)制延遲同樣也會造成加鎖和解鎖延遲的問題。

此時就會導(dǎo)致同一時間內(nèi)多個客戶端對一個分布式鎖完成了加鎖，導(dǎo)致各種臟數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。

畢竟redis是保持的AP而非CP，如果要追求強一致性可以使用zookeeper分布式鎖。

以上就是詳解redis分布式鎖的這些坑的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于redis分布式鎖的這些坑的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！