Redis系列（二）：Redis的分布式锁解析及应用

在开发中，一个进程中多个线程需要竞争某一资源的时候，我们通常会用一把锁来保证只有一个线程获取到资源。如加上synchronize关键字或ReentrantLock锁等操作。但如果是多个进程相互竞争一个资源，如何保证资源只会被一个操作者持有呢？

比如在微服务的架构下，多个应用服务要同时对同一条数据做修改，要确保数据的正确性，那就只能有一个应用修改成功。

Redis实现分布式锁

上一篇文章中在String-字符串类型中可以用作分布式锁，那么具体是如何实现的呢？

首先 Redis 是一个单独的非业务服务，不会受到其他业务服务的限制，所有的业务服务都可以向Redis发送写入命令，且只有一个业务服务可以写入命令成功，那么这个写入命令成功的服务即获得了锁，可以进行后续对资源的操作，其他未写入成功的服务，则进行阻塞处理。

String类型实现

使用setnx（SET if Not Exists）指令实现，即如果 key 不存在，才会设置它的值，否则什么也不做。

假设有两个客户端同时竞争锁，即向Redis写入lock_key，A客户端写入成功则A先获取到锁，客户端B写入失败则B未获取到锁。A客户端在使用完资源后，将redis中lock_key删除，即释放锁。

# A执行写入
> setnx lock_key true
(integer) 1
# A获得锁，执行A的业务
> del lock_key
(integer) 1

# B执行写入
> setnx lock_key true
(integer) 0
# B未获取锁，阻塞

但这样是存在一些问题的，试想如果A客户端在获取锁后，出现了故障，导致del语句没有调用，这样lock_key就一直得不到释放，即该资源锁一直存在，那么其他服务也就永远得不到该资源了。那么如何避免呢？

避免死锁

在Redis写入数据时，可以设置数据过期时间，这样即便在服务故障，锁也能自动释放。

> setnx lock_key true
(integer) 1
> expire lock_key 5
(integer) 1
#  执行业务
> del lock_key
(integer) 1

通过expire指令实现锁过期时间害存在一些问题，试想如果expire出错，没有成功执行，那么也将会造成前面的死锁情况。

因为 setnx 和 expire 是两条指令而不是原子指令，在Redis2.8版本中，可以通过set key velue ex timeout nx来实现setnx和expire两条指令。

> set lock_key true ex 5 nx
OK
#  执行业务
> del lock_key
(integer) 1

虽然解决了死锁，但这样又引入了新问题，试想A的业务执行过长，超过了锁的过期时间，A锁已经被释放，但此时B重新又获得了锁，A执行完后释放锁，可能就释放了B刚获取到的锁。这就出现了锁过期，释放其他服务锁的问题

避免锁超时问题

每个服务在设置value的时候，带上自己服务的唯一标识，如UUID，或者一些业务上的独特标识。这样在删除key的时候，只删除自己服务之前添加的key就可以了。

但匹配value和删除key是两条指令，不是原子操作，且redis中没有提供set这样的扩展参数，没法直接通过指令实现原子操作。

这里就需要使用Lua脚本处理，Lua脚本可以保证连续多个指令的原子性执行，将这两个操作合并成一个操作，就可以保证其原子性了。

# delifequals
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end