新版redis分佈式鎖

轉自https://zhuanlan.zhihu.com/p/32417924

不具有原子性操作的加鎖和解鎖都有可能出現問題。

正確示例(需要比較新版本的redis才行):

加鎖:

public class RedisTool {

 

private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";

private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";

private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";

 

/**

* 嘗試獲取分佈式鎖

* @param jedis Redis客戶端

* @param lockKey 鎖

* @param requestId 請求標識

* @param expireTime 超期時間

* @return 是否獲取成功

*/

public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {

 

String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);

if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {

return true;

}

return false;

}

}

  • 第一個爲key,我們使用key來當鎖,因爲key是唯一的。
  • 第二個爲value,我們傳的是requestId,很多童鞋可能不明白,有key作爲鎖不就夠了嗎,爲什麼還要用到value?原因就是我們在上面講到可靠性時,分佈式鎖要滿足第四個條件解鈴還須繫鈴人,通過給value賦值爲requestId,我們就知道這把鎖是哪個請求加的了,在解鎖的時候就可以有依據。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。
  • 第三個爲nxxx,這個參數我們填的是NX,意思是SET IF NOT EXIST,即當key不存在時,我們進行set操作;若key已經存在,則不做任何操作;
  • 第四個爲expx,這個參數我們傳的是PX,意思是我們要給這個key加一個過期的設置,具體時間由第五個參數決定。
  • 第五個爲time,與第四個參數相呼應,代表key的過期時間。

錯誤示例1

比較常見的錯誤示例就是使用jedis.setnx()和jedis.expire()組合實現加鎖,代碼如下:

public static void wrongGetLock1(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {

 

Long result = jedis.setnx(lockKey, requestId);

if (result == 1) {

// 若在這裏程序突然崩潰,則無法設置過期時間,將發生死鎖

jedis.expire(lockKey, expireTime);

}

 

}

setnx()方法作用就是SET IF NOT EXIST,expire()方法就是給鎖加一個過期時間。乍一看好像和前面的set()方法結果一樣,然而由於這是兩條Redis命令,不具有原子性,如果程序在執行完setnx()之後突然崩潰,導致鎖沒有設置過期時間。那麼將會發生死鎖。網上之所以有人這樣實現,是因爲低版本的jedis並不支持多參數的set()方法。

錯誤示例2

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這一種錯誤示例就比較難以發現問題,而且實現也比較複雜。實現思路:使用jedis.setnx()命令實現加鎖,其中key是鎖,value是鎖的過期時間。執行過程:1. 通過setnx()方法嘗試加鎖,如果當前鎖不存在,返回加鎖成功。2. 如果鎖已經存在則獲取鎖的過期時間,和當前時間比較,如果鎖已經過期,則設置新的過期時間,返回加鎖成功。代碼如下:

public static boolean wrongGetLock2(Jedis jedis, String lockKey, int expireTime) {

 

long expires = System.currentTimeMillis() + expireTime;

String expiresStr = String.valueOf(expires);

 

// 如果當前鎖不存在,返回加鎖成功

if (jedis.setnx(lockKey, expiresStr) == 1) {

return true;

}

 

// 如果鎖存在,獲取鎖的過期時間

String currentValueStr = jedis.get(lockKey);

if (currentValueStr != null && Long.parseLong(currentValueStr) < System.currentTimeMillis()) {

// 鎖已過期,獲取上一個鎖的過期時間,並設置現在鎖的過期時間

String oldValueStr = jedis.getSet(lockKey, expiresStr);

if (oldValueStr != null && oldValueStr.equals(currentValueStr)) {

// 考慮多線程併發的情況,只有一個線程的設置值和當前值相同,它纔有權利加鎖

return true;

}

}

 

// 其他情況,一律返回加鎖失敗

return false;

 

}

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那麼這段代碼問題在哪裏?1. 由於是客戶端自己生成過期時間,所以需要強制要求分佈式下每個客戶端的時間必須同步。 2. 當鎖過期的時候,如果多個客戶端同時執行jedis.getSet()方法,那麼雖然最終只有一個客戶端可以加鎖,但是這個客戶端的鎖的過期時間可能被其他客戶端覆蓋。3. 鎖不具備擁有者標識,即任何客戶端都可以解鎖。

解鎖

public class RedisTool {

 

private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;

/**

* 釋放分佈式鎖

* @param jedis Redis客戶端

* @param lockKey 鎖

* @param requestId 請求標識

* @return 是否釋放成功

*/

public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {

 

String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));

 

if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {

return true;

}

return false;

 

}

 

}

首先獲取鎖對應的value值,檢查是否與requestId相等,如果相等則刪除鎖(解鎖)

eval()方法可以確保原子性

錯誤示例1

最常見的解鎖代碼就是直接使用jedis.del()方法刪除鎖,這種不先判斷鎖的擁有者而直接解鎖的方式,會導致任何客戶端都可以隨時進行解鎖,即使這把鎖不是它的。

1

2

3public static void wrongReleaseLock1(Jedis jedis, String lockKey) {

jedis.del(lockKey);

}

錯誤示例2

這種解鎖代碼乍一看也是沒問題,甚至我之前也差點這樣實現,與正確姿勢差不多,唯一區別的是分成兩條命令去執行,代碼如下:

public static void wrongReleaseLock2(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {

 

// 判斷加鎖與解鎖是不是同一個客戶端

if (requestId.equals(jedis.get(lockKey))) {

// 若在此時,這把鎖突然不是這個客戶端的,則會誤解鎖

jedis.del(lockKey);

}

 

}

如代碼註釋,問題在於如果調用jedis.del()方法的時候,這把鎖已經不屬於當前客戶端的時候會解除他人加的鎖。那麼是否真的有這種場景?答案是肯定的,比如客戶端A加鎖,一段時間之後客戶端A解鎖,在執行jedis.del()之前,鎖突然過期了,此時客戶端B嘗試加鎖成功,然後客戶端A再執行del()方法,則將客戶端B的鎖給解除了。

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