写在前面

本文一起看下redis作为分布式锁使用的相关内容。

1：怎么算是锁或没锁

锁和没锁本身其实就是用一个变量的值来表示，比如变量lock，当值为1时代表处于上锁状态，当值为0时表示没有锁，那么多线程想要获取锁的话就是判断当前lock值是否为0，如果是的话则将其设置为1，则代表该线程获取到了锁，释放锁的过程就是将lock的设置为0。当然，基本原理就是这样，实际中可能略有不同。伪代码可能如下：

接下来我们分别从基于单实例redis和多实例redis两种情况来看下如何加锁。

1.1：单实例redis

我们前面分析了，加锁其实就是对一个变量赋予特定值，成功则是加锁成功，否则则是加锁失败，还有就是，这个过程必须是原子的，我们也知道，redis中的原子操作有两种，第一种是单命令，第二种是lua脚本，我们先看第一种，redis提供了命令setnx ，该命令的行为是如果是key不存在，则设置，否则什么也不做，如下：

127.0.0.1:6379> setnx aaaaa bbbb
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setnx aaaaa bbbb
(integer) 0

可以看到再次调用就返回0了。因此可以使用其来实现加锁的操作，其实这样还是不够的，因为缺少释放锁的操作，释放也很简单，只需要执行del 但是此时可能存在如下2个问题：

1：如果最终del没有执行成功，则锁将会一直不能释放
2：执行del的线程不一定是加锁的线程，如线程A加锁了，但是线程B执行了del，但此时线程A还没有执行完毕，线程C又拿到了锁，就会出现问题了

对于1，可以通过expire 命令来设置过期时间，对于2，我们可以给每个客户端分配特有的值，进行设置，即setnx key val中的val每个客户端都是不一样的，在进行删除的时候，判断当前是否为自己加的锁，是才del，否则不操作，为了保证原子性，我们需要使用lua脚本来实现这个锁的过程：

// local key = KEYS[1]
// local val = redis.call("GET", key);
// 其中ARGV[1]代表的是客户端设置的值，只有当前值是自己设置的时候才执行删除key操作
if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1]
then
        redis.call('del', KEYS[1])
        return 1
else
        return 0
end 

其实，以上对于问题1，还需要单独再执行一个命令expire，这显然会影响到程序的性能，对于这点，我们可以使用set命令来完成，不存在才设置值以及同时设置过期时间,该命令格式如下：

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX] 

其中NX用来设置当key不存在时才设置，PX用来设置过期的时长，此时加锁代码可能如下：

127.0.0.1:6379> set lock:key client_val NX PX 10000
OK

即10秒后过期并删除。解锁lua脚本可能如下：

local key = KEYS[1]
local val = redis.call("GET", key);

// 其中ARGV[1]代表的是客户端设置的值，只有当前值是自己设置的时候才执行删除key操作
if val == ARGV[1]
then
        redis.call('del', KEYS[1])
        return 1
else
        return 0
end 

其实和使用setnx命令的解锁方式是一样的。单实例锁的问题是，一旦实例宕机，就没有办法加锁和解锁了，应用程序也就无法正常运行了。

1.2：多实例redis锁

因为是多个实例同时操作，所以加锁过程一定要遵循一定的规范和过程，redlock分布式锁算法就描述了这样的一个规范和过程，该算法如下：

1：记录当前系统的时间
2：使用set k v NX PX millisec 完成加锁
3：所有实例加锁完成后，按照如下条件判断是否加锁成功
    3.1：是否超过半数的实例加锁成功
    3.2：当前时间减去第一步记录的加锁开始时间是否超过了锁的超时时间，没超过则成功

释放锁的过程和单实例类似，只不过需要每个实例上都执行释放锁的lua脚本。

写在后面

参考文章列表：

Redlock：Redis分布式锁最牛逼的实现 。