分布式锁之redis实现分布式锁

一:背景

我们知道Java中给我们提供了各种各样的锁,像syschronized,lock等。但是这些只适用于单机操作。但是,一般的系统都是分布式的,所以,此时Jdk提供的锁就不适用了。所以,我们可以使用分布式锁。

二:使用分布式锁的几种方式

第一:Memcached分布式锁

利用Memcached的add命令。此命令是原子性操作,只有key不存在的情况下,才能add成功,也就意味着线程得到了锁。

第二:Redis分布式锁

和Memcached的方式类似,利用Redis的setnx命令。此命令同样是原子性操作,只有在Key不存在的情况下,才能set成功。(setnx命令并不完善,后续会介绍替代方案)

第三:Zookeeper分布式锁

 利用Zookeeper的顺序临时节点,来实现分布式锁和等待队列。Zookeeper设计的初衷,就是为了实现分布式锁服务的。

第四:Chubby

 Google公司实现的粗粒度分布式锁服务,底层利用了Paxos一致性算法。

三:使用Redis实现分布式锁

Redis分布式锁的基本流程并不难理解,但要想写得尽善尽美,也并不是那么容易。在这里,我们需要先了解分布式锁实现的三个核心要素:


1.加锁


最简单的方法是使用setnx命令。key是锁的唯一标识,按业务来决定命名。比如想要给一种商品的秒杀活动加锁,可以给key命名为 “lock_sale_商品ID” 。value设置成什么呢?我们可以姑且设置成1。加锁的伪代码如下:    


setnx(key,1)


当一个线程执行setnx返回1,说明key原本不存在,该线程成功得到了锁;当一个线程执行setnx返回0,说明key已经存在,该线程抢锁失败。



2.解锁


有加锁就得有解锁。当得到锁的线程执行完任务,需要释放锁,以便其他线程可以进入。释放锁的最简单方式是执行del指令,伪代码如下:


del(key)


释放锁之后,其他线程就可以继续执行setnx命令来获得锁。



3.锁超时


锁超时是什么意思呢?如果一个得到锁的线程在执行任务的过程中挂掉,来不及显式地释放锁,这块资源将会永远被锁住,别的线程再也别想进来。


所以,setnx的key必须设置一个超时时间,以保证即使没有被显式释放,这把锁也要在一定时间后自动释放。setnx不支持超时参数,所以需要额外的指令,伪代码如下:


expire(key, 30)



综合起来,我们分布式锁实现的第一版伪代码如下:


if(setnx(key,1) == 1){

    expire(key,30)

    try {

        do something ......

    } finally {

        del(key)

    }

}


四:参考文献



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