30分钟用putIfAbsent打造分布式锁原型

快速体验

1. 打开 InsCode(快马)平台 https://www.inscode.net
2. 输入框内输入如下内容：

   构建一个基于Redis的分布式锁原型系统，要求：1. 使用SETNX(即Redis的putIfAbsent)实现锁获取；2. 包含锁续期机制；3. 实现简单的锁重试策略；4. 提供acquire和release的Java客户端API。输出：完整的Spring Boot项目，包含Docker Compose的Redis环境配置和curl测试示例。

3. 点击'项目生成'按钮，等待项目生成完整后预览效果

在分布式系统中，锁机制是协调多节点操作的重要工具。最近我在探索如何快速验证分布式锁的核心思想，发现用Redis的putIfAbsent（即SETNX命令）可以轻松搭建一个原型系统。这个方案特别适合需要快速验证技术可行性的场景，下面分享我的实践过程。

1. Redis与SETNX的锁实现原理

Redis的SETNX命令是实现分布式锁的经典方案。它保证了只有当键不存在时才能设置成功，天然适合作为锁的获取操作。具体流程如下：

1. 客户端A尝试用SETNX设置锁键（如"lock:order123"）
2. 若返回1表示获取锁成功，此时其他客户端再执行SETNX会返回0（获取失败）
3. 客户端A完成任务后删除该键释放锁

这个机制简单高效，但实际应用中还需要考虑几个关键问题：锁超时、续期机制和重试策略。

2. Spring Boot项目搭建

我用Spring Boot快速搭建了演示项目，主要包含以下模块：

1. 通过Docker Compose配置Redis服务，确保环境一键启动
2. 创建LockService类封装锁的获取、释放逻辑
3. 实现基于定时任务的锁续期机制
4. 编写简单的重试策略当锁获取失败时自动重试

项目的结构很清晰，核心代码不到200行就实现了基本功能。Spring Data Redis提供的StringRedisTemplate可以直接调用setIfAbsent方法（对应Redis的SETNX）。

3. 关键实现细节

在开发过程中，有几个细节需要特别注意：

1. 锁标识唯一性：每个客户端获取锁时需要生成唯一标识（如UUID），防止误删其他客户端的锁
2. 锁超时设置：通过SET的EX参数设置过期时间，避免因客户端崩溃导致死锁
3. 续期机制：获取锁后启动后台线程定期延长锁的过期时间
4. 原子性操作：释放锁时需要先验证标识再删除，这两个操作要用Lua脚本保证原子性

4. 测试验证方法

项目提供了两种测试方式：

1. 单元测试：验证锁的基本获取和释放功能
2. curl命令模拟多客户端并发场景：

   # 客户端1获取锁
   curl -X POST http://localhost:8080/lock?name=test
   
   # 客户端2尝试获取（会失败）
   curl -X POST http://localhost:8080/lock?name=test

通过观察Redis中的键变化和日志输出，可以清晰看到锁的获取和释放过程。

5. 可能的优化方向

虽然这个原型已经能验证基本思路，但在生产环境中还需要考虑：

1. 更完善的重试策略（如指数退避）
2. 锁的可重入支持
3. 集群环境下的Redlock算法实现
4. 监控和告警机制

整个开发过程在InsCode(快马)平台上非常顺畅。它的在线编辑器响应迅速，内置的Redis环境一键就能启动，省去了本地配置的麻烦。最惊喜的是部署功能，点击按钮就能把项目发布到线上，立即用curl进行测试，这种即时反馈对原型开发特别有帮助。

对于想快速验证技术方案的同学，这种从编码到部署的全流程体验确实能大幅提升效率。整个过程我只用了不到30分钟就完成了核心功能的开发和验证，这在传统开发环境中是很难想象的。

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   构建一个基于Redis的分布式锁原型系统，要求：1. 使用SETNX(即Redis的putIfAbsent)实现锁获取；2. 包含锁续期机制；3. 实现简单的锁重试策略；4. 提供acquire和release的Java客户端API。输出：完整的Spring Boot项目，包含Docker Compose的Redis环境配置和curl测试示例。

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