Redis 分布式锁原理

实现原理

1. 获取锁的时候，使用 setnx（SETNX key val：当且仅当 key 不存在时，set 一个 key为 val 的字符串，返回 1；若 key 存在，则什么都不做，返回 0）加锁，锁的 value值为一个随机生成的 UUID，在释放锁的时候进行判断。并使用 expire 命令为锁添加一个超时时间，超过该时间则自动释放锁。

2. 获取锁的时候调用 setnx，如果返回 0，则该锁正在被别人使用，返回 1 则成功获取锁。 还设置一个获取的超时时间，若超过这个时间则放弃获取锁。

3. 释放锁的时候，通过 UUID 判断是不是该锁，若是该锁，则执行 delete 进行锁释放。

利用redis中的set命令来实现分布式锁。

从Redis 2.6.12版本开始，set可以使用下列参数：

SET KEY VALUE [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

1. EX second ：设置键的过期时间为second秒。 SET key value EX second效果等同于SETEX key second value 。
2. PX millisecond ：设置键的过期时间为millisecond毫秒。 SET key value PX millisecond效果等同于PSETEX key millisecond value 。
3. NX ：只在键不存在时，才对键进行设置操作。 SET key value NX效果等同于SETNX key value 。
4. XX ：只在键已经存在时，才对键进行设置操作。

返回值：

SET 在设置操作成功完成时，才返回OK 。
如果设置了NX或者XX ，但因为条件没达到而造成设置操作未执行，那么命令返回空批量回复（NULL Bulk Reply）。

命令：

SET key value EX ttl NX

大致思想是：

1. SET lock currentTime+expireTime EX 600 NX，使用set设置lock值，并设置过期时间为600秒，如果成功，则获取锁；
2. 获取锁后，如果该节点掉线，则到过期时间ock值自动失效；
3. 释放锁时，使用del删除lock键值；

使用redis单机来做分布式锁服务，可能会出现单点问题，导致服务可用性差，因此在服务稳定性要求高的场合，官方建议使用redis集群（例如5台，成功请求锁超过3台就认为获取锁），来实现redis分布式锁。详见RedLock。

优点

性能高，redis可持久化，也能保证数据不易丢失；redis集群方式提高稳定性。

缺点

使用redis主从切换时可能丢失部分数据。

实现示例

加锁和解锁的方式：

    private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
    private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
    private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
    private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;

    /**
     *
     * 尝试获取分布式锁
     * @param lockKey    锁
     * @param requestId  请求标识
     * @param expireTime 超期时间
     * @return 是否获取成功
     *
     */

    public Boolean tryGetDistributedLock(String lockKey, String requestId, int expireTime) {

        Jedis jedis = this.jedisPool.getResource();

        String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);

        if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {

            return true;

        }

        return false;

    }

    /**
     * 
     * 释放分布式锁
     * 
     * @param lockKey   锁
     * 
     * @param requestId 请求标识
     * 
     * @return 是否释放成功
     * 
     */

    public Boolean releaseDistributedLock(String lockKey, String requestId) {

        Jedis jedis = this.jedisPool.getResource();

        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

        Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));

        if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {

            return true;

        }

        return false;

    }

具体的应用

try{

        String requestId = UUID.randomUUID().toString();
        Boolean flag = tryGetDistributedLock(lock,requestId,1000);
        int n = 0;
        while(!flag){
              //如果没有获取锁，可以尝试下一个lock，如果都没有，则尝试 n 次，退出
             ...
             if(n++>5){ throw new Exception("尝试获取锁失败");}  
             ...  
        }

        if(!flag){
            throw new Exception("尝试获取锁失败");
        }
    }catch() { 

    } finally {
        releaseDistributedLock(lock, requestId);
    }