Redis 分佈式鎖的實現方式

分佈式鎖一般有三種實現方式:

  1. 數據庫樂觀鎖;
  2. 基於Redis的分佈式鎖;
  3. 基於ZooKeeper的分佈式鎖

加鎖代碼:

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;

    }

}

可以看到,我們加鎖就一行代碼:

jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)

這個set()方法一共有五個形參:

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。

總的來說,執行上面的set()方法就只會導致兩種結果:

  1. 當前沒有鎖(key不存在),那麼就進行加鎖操作,並對鎖設置個有效期,同時value表示加鎖的客戶端。
  2. 已有鎖存在,不做任何操作。

我們的加鎖代碼滿足我們可靠性裏描述的三個條件。

首先,set()加入了NX參數,可以保證如果已有key存在,則函數不會調用成功,也就是隻有一個客戶端能持有鎖,滿足互斥性。

其次,由於我們對鎖設置了過期時間,即使鎖的持有者後續發生崩潰而沒有解鎖,鎖也會因爲到了過期時間而自動解鎖(即key被刪除),不會發生死鎖。

最後,因爲我們將value賦值爲requestId,代表加鎖的客戶端請求標識,那麼在客戶端在解鎖的時候就可以進行校驗是否是同一個客戶端。

 

解鎖代碼:

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;

    }

}

第一行代碼,我們寫了一個簡單的Lua腳本代碼。

第二行代碼,我們將Lua代碼傳到jedis.eval()方法裏,並使參數KEYS[1]賦值爲lockKey,ARGV[1]賦值爲requestId。eval()方法是將Lua代碼交給Redis服務端執行。

那麼這段Lua代碼的功能是什麼呢?

其實很簡單,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)。

那麼爲什麼要使用Lua語言來實現呢?

因爲要確保上述操作是原子性的。

那麼爲什麼執行eval()方法可以確保原子性,源於Redis的特性,

簡單來說,就是在eval命令執行Lua代碼的時候,Lua代碼將被當成一個命令去執行,並且直到eval命令執行完成,Redis纔會執行其他命令。

 

 

 

 

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