原来大厂的Redis分布式锁都这么设计

1. 本地锁

常用的即 synchronize 或 Lock 等 JDK 自带的锁,只能锁住当前进程,仅适用于单体架构服务。 而在分布式多服务实例场景下必须使用分布式锁

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2 分布式锁

2.1 分布式锁的原理

厕所占坑理论

可同时去一个地方“占坑”:

  • 占到,就执行逻辑
  • 否则等待,直到释放锁

可通过自旋方式自旋

“占坑”可以去Redis、DB、任何所有服务都能访问的地方。

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2.2 分布式锁演进

一阶段

// 占分布式锁,去redis占坑
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
if(lock) {
    //加锁成功... 执行业务
    Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();
    redisTemplate . delete( key: "lock");//fHßti
    return dataF romDb ;
} else {
    // 加锁失败,重试。synchronized()
    // 休眠100ms重试
    // 自旋
    return getCatalogJsonFromDbwithRedisLock();
}
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问题场景

  • setnx占好了坑,但是业务代码异常或程序在执行过程中宕机,即没有执行成功删除锁逻辑,导致死锁

解决方案:设置锁的自动过期,即使没有删除,会自动删除。

阶段二

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// 1\. 占分布式锁,去redis占坑
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent( "lock", "110")
if(lock) {
    // 加锁成功...执行业务

    // 突然断电

    // 2\. 设置过期时间
    redisTemplate.expire("lock", timeout: 30, TimeUnit.SECONDS) ;
    Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();
    //删除锁
    redisTemplate. delete( key; "lock");
    return dataFromDb;
} else {
    // 加锁失败...重试。 synchronized ()
    // 休眠100ms重试
    // 自旋的方式
    return getCatalogJsonF romDbWithRedisLock();
}

问题场景

  • setnx设置好,正要去设置过期时间,宕机,又死锁

解决方案:设置过期时间和占位必须是原子操作。redis支持使用setNxEx命令

阶段三

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// 1\. 分布式锁占坑
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "110", 300, TimeUnit.SECONDS);
if(lock)(
    // 加锁成功,执行业务

    // 2\. 设置过期时间,必须和加锁一起作为原子性操作
    // redisTemplate. expire( "lock", з0, TimeUnit.SECONDS);
    Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();
    // 删除锁
    redisTemplate.delete( key: "lock")
    return dataFromDb;
else {
    // 加锁失败,重试
    // 休眠100ms重试
    // 自旋
    return getCatalogJsonFromDbithRedislock()
}

阶段四

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已经拿到了 lockvalue ,有了 UUID,但是过期了现在!其他人拿到所锁设置了新值,于是 if 后将别人的锁删了!!也就是删除锁不是原子操作。

Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();
String lockValue = redisTemplate.opsForValue().get("lock");
if(uuid.equals(lockValue)) {
    // 删除我自己的锁
    redisTemplate.delete("lock");
}

问题场景

  • 如果正好判断是当前值,正要删除锁时,锁已过期,别人已设置成功新值。那删除的就是别人的锁.
  • 解决方案

删除锁必须保证原子性。使用redis+Lua脚本。

阶段五

  • 确保加锁/解锁都是原子操作
String script = 
    "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] 
        then return redis.call('del', KEYS[1]) 
    else 
        return 0 
    end";

保证加锁【占位+过期时间】和删除锁【判断+删除】的原子性。 更难的事情,锁的自动续期。



作者:代码小当家
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