Redis实现分布式锁

1.何为分布式锁

        java  synchronized和Reentrantlock等只能保证同一个JVM进程的多个线程同步执行

而在分布式集群中，可以用分布式锁，实现资源同步访问。

2.实现分布式锁的常用方式

redis分布式锁

利用Redis的setnx命令。此命令同样是原子性操作，只有在key不存在的情况下，才能set成功

 Zookeeper分布式锁

利用Zookeeper的顺序临时节点，来实现分布式锁和等待队列。Zookeeper设计的初衷，就是为了实现分布式锁服务的。

Chubby

Google公司实现的粗粒度分布式锁服务，底层利用了Paxos一致性算法。

3.Redis方式实现分布式锁

 加锁

用setnx命令，key是锁的唯一标识，按业务来决定命名

setnx（key，1）

当一个线程执行setnx返回1，说明key原本不存在，该线程成功得到了锁；当一个线程执行setnx返回0，说明key已经存在，该线程抢锁失败。

解锁

有加锁就得有解锁。当得到锁的线程执行完任务，需要释放锁，以便其他线程可以进入。释放锁的最简单方式是执行del指令，伪代码如下：

del（key）

释放锁之后，其他线程就可以继续执行setnx命令来获得锁。

锁超时

锁超时是什么意思呢？如果一个得到锁的线程在执行任务的过程中挂掉，来不及显式地释放锁，这块资源将会永远被锁住，别的线程再也别想进来。

所以，setnx的key必须设置一个超时时间，以保证即使没有被显式释放，这把锁也要在一定时间后自动释放。setnx不支持超时参数，所以需要额外的指令，伪代码如下：

expire（key， 30）

综合起来，我们分布式锁实现的第一版伪代码如下：

if（setnx（key，1） == 1）{

    expire（key，30）

    try {

        do something ......

    } finally {

        del（key）

    }

}

setnx和expire的非原子性

setnx刚执行成功，还未来得及执行expire指令，线程中断了，锁没有设置过期时间，变成“永生”，其他线程无法获得锁。

2.6.12以上版本为set指令增加了可选参数

set（key，1，30，NX）实现原子性

EX seconds − 设置指定的到期时间(以秒为单位)。

PX milliseconds - 设置指定的到期时间(以毫秒为单位)。

NX - 仅在键不存在时设置键。

XX - 只有在键已存在时才设置。

示例：redis 127.0.0.1:6379> SET mykey "redis" EX 60 NXOK

删除key的时候如果可能存在误删其他线程的key，删除key时应该删除本线程的key

优化代码变成

f（set（key，threadId，30，NX）

{   

      try {      

                  do something ......    

           } finally {      

            if（threadId .equals(redisClient.get(key))）{  

                      del(key)

                }

      }

}

并发情况下如果线程的执行时间超过设置的过期时间，上面的解决方案都存在缺陷，比如线程a执行需要60s，30s的时候，锁超时，其他线程能拿到锁，我们可以让获得锁的线程开启一个守护线程，用来给快要过期的锁“续航”，当过去了29秒，线程A还没执行完，这时候守护线程会执行expire指令，为这把锁“续命”20秒。守护线程从第29秒开始执行，每20秒执行一次，当线程A执行完任务，会显式关掉守护线程。

守护线程版本代码：

String threadId = Thread.currentThread().getName();

if ("OK".equals(jedis.set("leo_lock_key", threadId, "NX", "EX", 30))) {

Thread thread =new Thread(new Runnable() {

@Override

        public void run() {

            try {

                Thread.sleep(29);

            } catch (InterruptedException e) {

                e.printStackTrace();

            }

            while (true) {

                jedis.pexpire("leo_lock_key", 20);

                try {

                    Thread.sleep(20);

                } catch (InterruptedException e) {

                    e.printStackTrace();

                }

}

}

    });

    thread.setDaemon(true);

    thread.start();

            try {

                System.out.println(" do something ......");

                }finally {

                        if (threadId.equals(jedis.get("leo_lock_key"))) {

                        jedis.del("leo_lock_key");

                }

        }

}