通过Redis实现分布式锁_redisservice.setnx-优快云博客

一概述

在分布式系统环境中，一个方法在同一时间只能被一个机器的一个线程执行。所以系统中应设计出高可用的获取锁与释放锁，高性能的获取锁与释放锁，具备可重入特性（可理解为重新进入，由多于一个任务并发使用，而不必担心数据错误），具备锁失效机制，防止死锁。

二 Redis实现分布式锁

锁的特性：

互斥性：任意时刻只能有一个客户端获取锁，不能存在两个客户端获取锁
安全性：锁只能由持有锁的客户端删除，不能由其他客户端删除
防死锁：获取锁的客户端由于某种原因而宕机，未能释放锁，其他客户端也无法获取该锁，从而导致死锁，所以需要有一种机制来避免该情况的发生
容错性：当一些结点出现宕机，如一些redis结点出现宕机的时候，客户端仍然能够获取和释放锁

实现所得方案一：

SETNX key value //如果key不存在，则创建可并赋值value，且key的值不能修改

时间复杂度：O(1)；

返回值：设置成功返回1；设置失败，返回0。

SENTX key已经创建好后，key就无法重新赋值，且key值是长期有效的，SETNX的操作是原子性的，要么不执行，执行了一定会走完整个执行流程。所以这时候分布式锁已经设置好后，那么该线程会一直占用锁，无法释放。

expire key seconds //会规定key 的生存时间，当key过期后就会被自动删除。

实现锁的代码

long status = redisService.setnx(key,"1"); //具有原子性

if (status == 1) {
    
    redisService.exprire(key,expire); //具有原子性

    //独占资源的逻辑代码
    function();
}

生成分布式锁方案代码所示，使用redisService.setnx(key,"1"); 然后通过status的值与1作比较，如果设置成功，则status为1，然后设置过期时间，执行独占资源的逻辑，当存在第二个线程调用redisService.setnx(key,"1")的时候，status就会被设置为0，说明存在别的线程占据了资源无法执行与资源相关的操作，下次操作只能是其他线程释放锁。

但是当某一线程执行命令redisService.setnx(key,"1");使得status为1，但是当执行if(status == 1)之后就结束了，setnx(key,"1")一直存在，使得status一直为1，所以其他线程无法对资源进行操作。这样存在原子性不足的问题。redisService.setnx(key,"1"); 和 reidsService.expire(key,expire);本身都是原子操作，但是结合起来就会存在原子性不足的问题。

三解决原子性不足的问题

set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

EX second:设置键的过期时间为second
PX millisecond:设置键的过期时间为millisecond毫秒
NX:只有键不存在的时候，才可以对键进行设置操作
XX:只有键已经存在的时候，才对键进行设置操作
SET操作完成时，返回OK，否则返回nil(理解为NULL)

解决原子性不足的代码

//原子性操作命令
String result = redisService.set(lockkey,requestID,SET_IF_NOT_EXIST,SET_WITH_EXPIRE_TIME,expireTime);

if("OK".equals(result)) {

    //执行独占资源的代码
}

注意：如果存在大量的key同时过期时，由于清楚大量的key比较消耗时间，会造成系统的卡顿，所以我们应该在设置及key过期时间的时候给每个key的过期时间加上一个随机值，使得大量的key的过期时间变得分散。