《知识点扫盲 · Redis 分布式锁》

news2024/9/22 23:16:52

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文章目录

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- 技术简介
- 示例说明
- 总结陈词

技术简介

Redis 分布式锁是一种利用 Redis 的特性来实现的分布式锁机制，主要用于解决在分布式系统中多个实例对共享资源的并发访问问题。通过使用 Redis 作为锁的存储介质，可以确保在多个服务实例之间的互斥访问。
Redis 分布式锁的基本原理：

加锁：通过 SETNX 命令，尝试设置一个锁的键。如果设置成功，表示获得锁；如果失败，表示锁已经被其他实例持有。
设置过期时间：为了防止死锁，通常在加锁时会设置一个过期时间，确保即使持锁的实例崩溃，锁也会在一定时间后自动释放。
解锁：在完成对共享资源的操作后，释放锁。解锁时需要确保只有持有锁的实例才能解锁，通常通过比较锁的值来实现。

Redis 分布式锁的注意事项：

锁过期时间: 设置合理的锁过期时间，避免死锁。
释放: 确保在使用完锁后及时释放锁，避免资源浪费。
重入锁: 如果需要同一个线程多次获取锁，可以使用可重入锁。
公平锁: 如果需要按照请求顺序分配锁，可以使用公平锁
锁竞争: 在高并发场景下，可能会出现锁竞争，需要考虑如何处理锁竞争。

示例说明

编写工具类 RedisLockUtil，代码如下：

public class RedisLockUtil {

    public static final String LOCK_KEY_PREFIX = "lock:";
    private static final String UNLOCK_LUA_SCRIPT = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
    private static final RedisScript<Long> UNLOCK_REDIS_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>(UNLOCK_LUA_SCRIPT, Long.class);

    /**
     * 尝试Redis锁
     *
     * @param lockKey  锁名称
     * @param lockId   锁持有者唯一ID
     * @param duration 过期时间(过期自动释放锁)
     * @param timeUnit 时间单位
     * @return true: 获取锁成功 , false: 获取锁失败
     */
    public static boolean tryLock(@NonNull String lockKey, @NonNull String lockId, long duration, @NonNull TimeUnit timeUnit) {
        return RedisUtil.setIfAbsent(LOCK_KEY_PREFIX.concat(lockKey), lockId, duration, timeUnit);
    }

    /**
     * 释放Redis锁
     *
     * @param lockKey 锁名称
     * @param lockId  锁持有者唯一ID
     */
    public static boolean unlock(@NonNull String lockKey, @NonNull String lockId) {
        Object result = RedisUtil.getRedisTemplate().execute(UNLOCK_REDIS_SCRIPT, Collections.singletonList(LOCK_KEY_PREFIX.concat(lockKey)), lockId);
        return Long.valueOf(1).equals(result);
    }
}

核心工具类逻辑：

/**
 * 仅在Redis中键不存在时设置键的值并设置过期时间。
 *
 * @param redisKey Redis中的键。
 * @param value    要设置的值。
 * @param expire   键的过期时间。
 * @param timeUnit 过期时间的时间单位。
 * @return 如果成功设置了键值对，则返回true，否则返回false。
 */
public static boolean setIfAbsent(@NonNull String redisKey, Object value, long expire, TimeUnit timeUnit) {
    return checkBool(getRedisTemplate().opsForValue()
            .setIfAbsent(redisKey, value, expire, timeUnit));
}

使用示例：

    public void doSomething() {
        // 分布式锁标识，根据该标识进行加锁和解锁
        String lockKey = "myLockKey";
        // 随机ID，解锁时用于校验
        String lockId = UUID.randomUUID().toString();
        try {
            // 创建一个60秒后自动过期的锁. 返回true: 获取锁成功，返回false：获取锁失败（开发者自行决定获取锁失败时处理方案）
            boolean status = RedisLockUtil.tryLock(lockKey, lockId, 60, TimeUnit.SECONDS);
            // 获取锁失败
            if (!status) {
                // 执行获取锁失败的业务处理逻辑
                throw ApiException.createEx(ExceptionCodeEnum.REDIS_TRY_GET_LOCK_FAILURE, lockKey);
            }
            // 执行获取锁成功后的业务逻辑
            // ...
        } finally {
            // 解锁状态，true：解锁成功，false：解锁失败
            boolean unlockStatus = RedisLockUtil.unlock(lockKey, lockId);
            if (!unlockStatus) {
                log.error("[Redis分布式锁] 解锁失败, lockKey={}, lockId={}", lockKey, lockId);
            }
        }
    }