分佈式鎖也算是 Redis 中比較常見的使用場景。
問題場景：
例如一個簡單的用戶操作，一個線程去修改用戶的狀態，首先從數據庫中讀出用戶的狀態，然後在內存中進行修改、修改完成後，再存回去。在單線程中，這個操作沒有任何問題，但是在多線程中，由於讀取、修改、存這是三個操作，不是原子操作，所以在多線程中，這樣會出現數據紊亂的問題。
對於這種問題，我們可以使用分佈式鎖來限制程序的併發執行。
1. 基本用法
分佈式鎖實現的思路很簡單，就是進來一個線程先佔位，當後面的線程進來操作時，發現已經有人佔位了，就會放棄本次操作或者稍後再試。
在 Redis 中，佔位一般使用 setnx 指令，先進來的線程先佔位，線程的操作執行完成之後，在調用 del 指令釋放位子。
根據上面的思路，構建代碼如下：
public class LockTest {
public static void main(String[] args) {
Redis redis = new Redis();
redis.execute(jedis->{
Long setnx = jedis.setnx("k1", "v1");
if (setnx == 1) {
// 無人佔位
jedis.set("name","javaboy");
System.out.println(jedis.get("name"));
// 釋放資源
jedis.del("k1");
} else {
System.out.println("有人佔位，停止/暫緩操作！");
}
});
}
}
上面的代碼存在一個小問題，如果代碼業務在執行的過程中拋異常或者掛掉了，這樣會導致 del 指令沒有被調用，這樣，k1 無法釋放，後面來的請求全部被堵塞在這裏，鎖也永遠得不到釋放。
要解決這個問題，我們可以給鎖添加一個過期時間，確保鎖在一定的時間之後，能夠得到釋放。改進後的代碼如下：
public class LockTest {
public static void main(String[] args) {
Redis redis = new Redis();
redis.execute(jedis->{
Long setnx = jedis.setnx("k1", "v1");
if (setnx == 1) {
// 給鎖添加一個過期時間，防止應用在運行過程中拋出異常導致鎖無法及時得到釋放
jedis.expire("k1",5);
// 無人佔位
jedis.set("name","javaboy");
System.out.println(jedis.get("name"));
// 釋放資源
jedis.del("k1");
} else {
System.out.println("有人佔位，停止/暫緩操作！");
}
});
}
}
這樣改造之後，還有一個問題，就是在獲取鎖和設置過期時間之間如果服務器突然掛掉【比如突然斷電】，這個時候鎖被佔用，無法及時得到釋放，也會造成死鎖，因爲獲取鎖和設置過期時間是兩個操作，不具備原子性。
爲了解決這個問題，從 Redis 2.8 開始，setnx 和 expire 可以通過一個命令來一起執行了，我們對上述代碼再做改進：
public class LockTest {
public static void main(String[] args) {
Redis redis = new Redis();
redis.execute(jedis -> {
// setnx 和 expire 合二爲一使用
String set = jedis.set("k1", "v1", new SetParams().nx().ex(5));
if (null != set && "OK".equals(set)) {
// 無人佔位
jedis.set("name", "javaboy");
System.out.println(jedis.get("name"));
// 釋放資源
jedis.del("k1");
} else {
System.out.println("有人佔位，停止/暫緩操作！");
}
});
}
}
2. 解決超時問題
爲了防止業務代碼在執行的時候拋出異常，我們要給每一個鎖添加一個超時時間，超時之後，鎖會被自動釋放，但是這也帶來了一個新的問題：
如果要執行的業務非常耗時間，可能會出現紊亂。舉個列子：第一個線程首先獲取到鎖，然後開始執行業務代碼，但是業務代碼比較耗時，執行了8秒，這樣會在第一個線程的任務還未完成就會被釋放掉，此時第二個線程開始獲取到鎖執行，在第二個線程剛剛執行了3秒，第一個線程也執行完了，此時第一個線程會釋放鎖，但是注意，它釋放的是第二個線程的鎖，釋放之後，第三個進程進來。
對於這兩個問題，我們可以從兩個角度入手：
儘量避免在獲取鎖之後，執行耗時操作。- 可以在鎖上面做文章，將鎖的 value 設置爲一個隨機字符串，每次釋放鎖的時候，都去比較隨機字符串是否一致，如果一致，再去釋放，否則不釋放。
對於第二種解決方案，由於釋放鎖的時候，要去查看鎖的 value，第二步比較 value 的值是否正確，第三步釋放鎖，有三個步驟，很明顯三個步驟不具備原子性，爲了解決這個問題，我們得引入 Lua 腳本。
Lua 腳本的優勢：
使用方便，Redis 中內置了對 Lua 腳本的支持。Lua 腳本可以在 Redis 服務端原子的執行多個 Redis 命令。由於網絡在很大程度上會影響到 Redis 性能，而使用 Lua 腳本可以讓多個命令一次執行，可以有效解決網絡給 Redis 帶來的性能問題。
在 Redis 中，使用 Lua 基本，大致上兩種思路：
提前在 Redis 服務端寫好 Lua 腳本，然後在 Java 客戶端去調用腳本（推薦）。- 可以直接在 Java 端寫 Lua 腳本，寫好之後，需要執行時，每次將腳本發送到 Redis 上去執行。
首先在 Redis 服務端創建 Lua 腳本，內容如下：
if redis.call("get",KEYS[1])==ARGV[1] then
return redis.call("del",KEYS[1])
else
return 0
end
接下來，可以給 Lua 腳本求一個 SHA1 和，命令如下：
cat lua/redis_lock.lua | redis-cli -a javaboy script load --pipe
script load 這個命令會在 Redis 服務器緩存 Lua 腳本，並返回腳本內容的 SHA1 校驗和，然後在 Java 端調用時，傳入 SHA1 校驗和作爲參數，這樣 Redis 服務端就知道執行哪個腳本了。
接下來，在 Java 客戶端調用這個腳本。
public class LockTest {
public static void main(String[] args) {
Redis redis = new Redis();
for (int i = 0; i < 2; i++) {
redis.execute(jedis -> {
// 1.先獲取一個隨機字符串
String value = UUID.randomUUID().toString();
// 2.獲取鎖
String set = jedis.set("k1", value, new SetParams().nx().ex(5));
// 3.判斷是否成功拿到鎖
if (null != set && "OK".equals(set)) {
// 4.具體的業務操作
jedis.set("name", "javaboy");
System.out.println(jedis.get("name"));
// 5.釋放鎖
jedis.evalsha("b8059ba43af6ffe8bed3db65bac35d452f8115d8"
, Arrays.asList("k1"), Arrays.asList(value));
} else {
System.out.println("沒拿到鎖！");
}
});
}
}
}