细说 Redis 分布式锁

2021-10-09 18:00 PHP开源社区
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谈起Redis锁,下面三个,算是出现最多的高频词汇:

  • Setnx

  • Redlock

  • Redisson


Setnx


其实目前通常所说的Setnx命令,并非单指Redis的setnx key value这条命令。

一般代指Redis中对set命令加上nx参数进行使用,set这个命令,目前已经支持这么多参数可选:

SET key value [EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX] [KEEPTTL]

当然了,就不在文章中默写API了,基础参数还有不清晰的,可以蹦到官网:https://redis.io/commands/set

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上图是笔者画的Setnx大致原理,主要依托了它的key不存在才能set成功的特性,进程A拿到锁,在没有删除锁的Key时,进程B自然获取锁就失败了。

那么为什么要使用PX 30000去设置一个超时时间?

是怕进程A不讲道理啊,锁没等释放呢,万一崩了,直接原地把锁带走了,导致系统中谁也拿不到锁。

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就算这样,还是不能保证万无一失。

如果进程A又不讲道理,操作锁内资源超过笔者设置的超时时间,那么就会导致其他进程拿到锁,等进程A回来了,回手就是把其他进程的锁删了,如图:

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还是刚才那张图,将T5时刻改成了锁超时,被Redis释放。

进程B在T6开开心心拿到锁不到一会,进程A操作完成,回手一个del,就把锁释放了。

当进程B操作完成,去释放锁的时候(图中T8时刻):

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找不到锁其实还算好的,万一T7时刻有个进程C过来加锁成功,那么进程B就把进程C的锁释放了。

以此类推,进程C可能释放进程D的锁,进程D……(禁止套娃),具体什么后果就不得而知了。

所以在用Setnx的时候,key虽然是主要作用,但是value也不能闲着,可以设置一个唯一的客户端ID,或者用UUID这种随机数。

当解锁的时候,先获取value判断是否是当前进程加的锁,再去删除。伪代码:
String uuid = xxxx;
// 伪代码,具体实现看项目中用的连接工具
// 有的提供的方法名为set,有的叫setIfAbsent
set Test uuid NX PX 3000
try{
// biz handle....
} finally {
    // unlock
    if(uuid.equals(redisTool.get('Test')){
        redisTool.del('Test');
    }
}
这回看起来是不是稳了。

相反,这回的问题更明显了,在finally代码块中,get和del并非原子操作,还是有进程安全问题。

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为什么有问题还说这么多呢?

第一,搞清劣势所在,才能更好的完善。

第二点,其实上文中最后这段代码,还是有很多公司在用的。

大小项目悖论:大公司实现规范,但是小司小项目虽然存在不严谨,可并发倒也不高,出问题的概率和大公司一样低。——鲁迅

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那么删除锁的正确姿势之一,就是可以使用Lua脚本,通过Redis的eval/evalsha命令来运行:
-- Lua删除锁:
-- KEYS和ARGV分别是以集合方式传入的参数,对应上文的Test和uuid。
-- 如果对应的value等于传入的uuid。
if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] 
    then 
 -- 执行删除操作
        return redis.call('del', KEYS[1]) 
    else 
 -- 不成功,返回0
        return 0 
end
通过Lua脚本能保证原子性的原因说的通俗一点:

就算你在Lua里写出花,执行也是一个命令(eval/evalsha)去执行的,一条命令没执行完,其他客户端是看不到的。

那么既然这么麻烦,有没有比较好的工具呢?就要说到Redisson了。

介绍Redisson之前,笔者简单解释一下为什么现在的Setnx默认是指set命令带上nx参数,而不是直接说是Setnx这个命令。

因为Redis版本在2.6.12之前,set是不支持nx参数的,如果想要完成一个锁,那么需要两条命令:

1. setnx Test uuid
2. expire Test 30

即放入Key和设置有效期,是分开的两步,理论上会出现1刚执行完,程序挂掉,无法保证原子性。

但是早在2013年,也就是7年前,Redis就发布了2.6.12版本,并且官网(set命令页[1]),也早早就说明了“SETNX,SETEX,PSETEX可能在未来的版本中,会弃用并永久删除”。

笔者曾阅读过一位大佬的文章,其中就有一句指导入门者的面试小套路,具体文字忘记了,大概意思如下:
说到Redis锁的时候,可以先从Setnx讲起,最后慢慢引出set命令的可以加参数,可以体现出自己的知识面。
如果有缘你也阅读过这篇文章,并且学到了这个套路,作为本文的笔者我要加一句提醒:

请注意你的工作年限!首先回答官网表明即将废弃的命令,再引出set命令七年前的“新特性”,如果是刚毕业不久的人这么说,面试官会以为自己穿越了。

你套路面试官,面试官也会套路你。——vt・沃兹基硕德


Redisson


Redisson是Java的Redis客户端之一,提供了一些API方便操作Redis。

但是Redisson这个客户端可有点厉害,笔者在官网截了仅仅是一部分的图:

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这个特性列表可以说是太多了,是不是还看到了一些JUC包下面的类名,Redisson帮我们搞了分布式的版本,比如AtomicLong,直接用RedissonAtomicLong就行了,连类名都不用去新记,很人性化了。

本文章转载自公众号:phpopensource

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