使用redis实现分布式锁-思路

1.加锁

最简单的方法是使用setnx命令。key是锁的惟一标识，按业务来决定命名。好比想要给一种商品的秒杀活动加锁，能够给key命名为 “lock_hot_商品ID” 。而value设置成什么呢？咱们能够姑且设置成1。加锁的伪代码以下：

setnx（key，1）

当一个线程执行setnx返回1，说明key本来不存在，该线程成功获得了锁；当一个线程执行setnx返回0，说明key已经存在，该线程抢锁失败。

2.解锁

有加锁就得有解锁。当获得锁的线程执行完任务，须要释放锁，以便其余线程能够进入。释放锁的最简单方式是执行del指令，伪代码以下：

del（key）

释放锁以后，其余线程就能够继续执行setnx命令来得到锁。

3.锁超时

锁超时是什么意思呢？若是一个获得锁的线程在执行任务的过程当中挂掉，来不及显式地释放锁，这块资源将会永远被锁住，别的线程再也别想进来。
因此，setnx的key必须设置一个超时时间，以保证即便没有被显式释放，这把锁也要在必定时间后自动释放。setnx不支持超时参数，因此须要额外的指令，

伪代码以下：

expire（key， 30）

4.综合分析

咱们分布式锁实现的初版伪代码以下：

if（setnx（key，1） == 1）{
    expire（key，30）
    try {
        do something ......
    } finally {
        del（key）
    }
}

• 上面的伪代码中，存在着三个致命问题：

1. setnx和expire的非原子性

设想一个极端场景，当某线程执行setnx，成功获得了锁：

setnx刚执行成功，还将来得及执行expire指令，节点1 Duang的一声挂掉了。

这样一来，这把锁就没有设置过时时间，变得“长生不老”，别的线程再也没法得到锁了。
怎么解决呢？setnx指令自己是不支持传入超时时间的，可是Redis 2.6.12以上版本为set指令增长了可选参数，伪代码以下：

set（key，1，30，NX）

• 这样就能够取代setnx指令。

2. del 致使误删

又是一个极端场景，假如某线程成功获得了锁，而且设置的超时时间是30秒。

若是某些缘由致使线程A执行的很慢很慢，过了30秒都没执行完，这时候锁过时自动释放，线程B获得了锁。

随后，线程A执行完了任务，线程A接着执行del指令来释放锁。但这时候线程B还没执行完，线程A实际上删除的是线程B加的锁。

怎么避免这种状况呢？能够在del释放锁以前作一个判断，验证当前的锁是否是本身加的锁。
至于具体的实现，能够在加锁的时候把当前的线程ID当作value，并在删除以前验证key对应的value是否是本身线程的ID。
加锁：

String threadId = Thread.currentThread().getId()
set（key，threadId ，30，NX）

•  

解锁：

if（threadId .equals(redisClient.get(key))）{

    del(key)

}

•  

可是，这样作又隐含了一个新的问题，判断和释放锁是两个独立操做，不是原子性。
咱们都是追求极致的程序员，因此这一块要用Lua脚原本实现：

String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
redisClient.eval(luaScript , Collections.singletonList(key), Collections.singletonList(threadId));

•  

这样一来，验证和删除过程就是原子操做了。

3. 出现并发的可能性

仍是刚才第二点所描述的场景，虽然咱们避免了线程A误删掉key的状况，可是同一时间有A，B两个线程在访问代码块，仍然是不完美的。
怎么办呢？咱们可让得到锁的线程开启一个守护线程，用来给快要过时的锁“续航”。

当过去了29秒，线程A还没执行完，这时候守护线程会执行expire指令，为这把锁“续命”20秒。守护线程从第29秒开始执行，每20秒执行一次。

当线程A执行完任务，会显式关掉守护线程。

另外一种状况，若是节点1 突然断电，因为线程A和守护线程在同一个进程，守护线程也会停下。这把锁到了超时的时候，没人给它续命，也就自动释放了。

守护线程的代码并不难实现，有了大致思路，你们能够本身尝试实现一下。