redis分布式锁-SETNX实现

Redis有一系列的命令，特色是以NX结尾，NX是Not eXists的缩写，如SETNX命令就应该理解为：SET if Not eXists。这系列的命令很是有用，这里讲使用SETNX来实现分布式锁。 

用SETNX实现分布式锁 
利用SETNX很是简单地实现分布式锁。例如：某客户端要得到一个名字foo的锁，客户端使用下面的命令进行获取： 
SETNX lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1> 

• 如返回1，则该客户端得到锁，把lock.foo的键值设置为时间值表示该键已被锁定，该客户端最后能够经过DEL lock.foo来释放该锁。

• 如返回0，代表该锁已被其余客户端取得，这时咱们能够先返回或进行重试等对方完成或等待锁超时。

解决死锁 
上面的锁定逻辑有一个问题：若是一个持有锁的客户端失败或崩溃了不能释放锁，该怎么解决？咱们能够经过锁的键对应的时间戳来判断这种状况是否发生了，若是当前的时间已经大于lock.foo的值，说明该锁已失效，能够被从新使用。 

发生这种状况时，可不能简单的经过DEL来删除锁，而后再SETNX一次，当多个客户端检测到锁超时后都会尝试去释放它，这里就可能出现一个竞态条件,让咱们模拟一下这个场景： 

C0操做超时了，但它还持有着锁，C1和C2读取lock.foo检查时间戳，前后发现超时了。 
C1 发送DEL lock.foo 
C1 发送SETNX lock.foo 而且成功了。 
C2 发送DEL lock.foo 
C2 发送SETNX lock.foo 而且成功了。 
这样一来，C1，C2都拿到了锁！问题大了！ 

幸亏这种问题是能够避免的，让咱们来看看C3这个客户端是怎样作的： 

C3发送SETNX lock.foo 想要得到锁，因为C0还持有锁，因此Redis返回给C3一个0 
C3发送GET lock.foo 以检查锁是否超时了，若是没超时，则等待或重试。 
反之，若是已超时，C3经过下面的操做来尝试得到锁： 
GETSET lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1> 
经过GETSET，C3拿到的时间戳若是仍然是超时的，那就说明，C3如愿以偿拿到锁了。 
若是在C3以前，有个叫C4的客户端比C3快一步执行了上面的操做，那么C3拿到的时间戳是个未超时的值，这时，C3没有如期得到锁，须要再次等待或重试。留意一下，尽管C3没拿到锁，但它改写了C4设置的锁的超时值，不过这一点很是微小的偏差带来的影响能够忽略不计。 

注意：为了让分布式锁的算法更稳键些，持有锁的客户端在解锁以前应该再检查一次本身的锁是否已经超时，再去作DEL操做，由于可能客户端由于某个耗时的操做而挂起，操做完的时候锁由于超时已经被别人得到，这时就没必要解锁了。 

示例伪代码 
根据上面的代码，我写了一小段Fake代码来描述使用分布式锁的全过程： 
# get lock 
lock = 0 
while lock != 1: 
    timestamp = current Unix time + lock timeout + 1 
    lock = SETNX lock.foo timestamp 
    if lock == 1 or (now() > (GET lock.foo) and now() > (GETSET lock.foo timestamp)): 
        break; 
    else: 
        sleep(10ms) 

# do your job 
do_job() 

# release 
if now() < GET lock.foo: 
    DEL lock.foo 
是的，要想这段逻辑能够重用，使用python的你立刻就想到了Decorator，而用Java的你是否是也想到了那谁？AOP + annotation？行，怎样舒服怎样用吧，别重复代码就行。 

java之jedis实现 
expireMsecs 锁持有超时，防止线程在入锁之后，无限的执行下去，让锁没法释放 
timeoutMsecs 锁等待超时，防止线程饥饿，永远没有入锁执行代码的机会 

    /**
     * Acquire lock.
     * 
     * @param jedis
     * @return true if lock is acquired, false acquire timeouted
     * @throws InterruptedException
     *             in case of thread interruption
     */
    public synchronized boolean acquire(Jedis jedis) throws InterruptedException {
        int timeout = timeoutMsecs;
        while (timeout >= 0) {
            long expires = System.currentTimeMillis() + expireMsecs + 1;
            String expiresStr = String.valueOf(expires); //锁到期时间

            if (jedis.setnx(lockKey, expiresStr) == 1) {
                // lock acquired
                locked = true;
                return true;
            }

            String currentValueStr = jedis.get(lockKey); //redis里的时间
            if (currentValueStr != null && Long.parseLong(currentValueStr) < System.currentTimeMillis()) {
                //判断是否为空，不为空的状况下，若是被其余线程设置了值，则第二个条件判断是过不去的
                // lock is expired

                String oldValueStr = jedis.getSet(lockKey, expiresStr);
                //获取上一个锁到期时间，并设置如今的锁到期时间，
                //只有一个线程才能获取上一个线上的设置时间，由于jedis.getSet是同步的
                if (oldValueStr != null && oldValueStr.equals(currentValueStr)) {
                    //如过这个时候，多个线程刚好都到了这里，可是只有一个线程的设置值和当前值相同，他才有权利获取锁
                    // lock acquired
                    locked = true;
                    return true;
                }
            }
            timeout -= 100;
            Thread.sleep(100);
        }
        return false;
    }

通常用法 
其中不少繁琐的边缘代码 
包括：异常处理，释放资源等等 

        JedisPool pool;
        JedisLock jedisLock = new JedisLock(pool.getResource(), lockKey, timeoutMsecs, expireMsecs);
        try {
            if (jedisLock.acquire()) { // 启用锁
                //执行业务逻辑
            } else {
                logger.info("The time wait for lock more than [{}] ms ", timeoutMsecs);
            }
        } catch (Throwable t) {
            // 分布式锁异常
            logger.warn(t.getMessage(), t);
        } finally {
            if (jedisLock != null) {
                try {
                    jedisLock.release();// 则解锁
                } catch (Exception e) {
                }
            }
            if (jedis != null) {
                try {
                    pool.returnResource(jedis);// 还到链接池里
                } catch (Exception e) {
                }
            }
        }

犀利用法 
用匿名类来实现，代码很是简洁 
至于SimpleLock的实现

        SimpleLock lock = new SimpleLock(key);
        lock.wrap(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                //此处代码是锁上的
            }
        });