哦哟！才知道，原来大厂的Redis分布式锁都这么设计

2024年4月27日 互联网

本地锁

常用的即 synchronize 或 Lock 等 JDK 自带的锁，只能锁住当前进程，仅适用于单体架构服务。 而在分布式多服务实例场景下必须使用分布式锁

哦哟！才知道，原来大厂的Redis分布式锁都这么设计

 

2 分布式锁

2.1 分布式锁的原理

厕所占坑理论

可同时去一个地方“占坑”：

  • 占到，就执行逻辑
  • 否则等待，直到释放锁

可通过自旋方式自旋

“占坑”可以去Redis、DB、任何所有服务都能访问的地方。

哦哟！才知道，原来大厂的Redis分布式锁都这么设计

 

2.2 分布式锁演进

一阶段

// 占分布式锁，去redis占坑
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
if(lock) {//加锁成功... 执行业务Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();redisTemplate . delete( key: "lock");//fHßtireturn dataF romDb ;
} else {// 加锁失败，重试。synchronized()// 休眠100ms重试// 自旋return getCatalogJsonFromDbwithRedisLock();
}

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问题场景

  • setnx占好了坑，但是业务代码异常或程序在执行过程中宕机，即没有执行成功删除锁逻辑，导致死锁

解决方案：设置锁的自动过期，即使没有删除，会自动删除。

阶段二

哦哟！才知道，原来大厂的Redis分布式锁都这么设计

 

// 1. 占分布式锁，去redis占坑
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent( "lock", "110")
if(lock) {// 加锁成功...执行业务// 突然断电// 2. 设置过期时间redisTemplate.expire("lock", timeout: 30, TimeUnit.SECONDS) ;Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();//删除锁redisTemplate. delete( key; "lock");return dataFromDb;
} else {// 加锁失败...重试。 synchronized ()// 休眠100ms重试// 自旋的方式return getCatalogJsonF romDbWithRedisLock();
}

问题场景

  • setnx设置好，正要去设置过期时间，宕机，又死锁

解决方案：设置过期时间和占位必须是原子操作。redis支持使用setNxEx命令

阶段三

哦哟！才知道，原来大厂的Redis分布式锁都这么设计

 

// 1. 分布式锁占坑
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "110", 300, TimeUnit.SECONDS);
if(lock)(// 加锁成功，执行业务// 2. 设置过期时间，必须和加锁一起作为原子性操作// redisTemplate. expire( "lock", з0, TimeUnit.SECONDS);Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();// 删除锁redisTemplate.delete( key: "lock")return dataFromDb;
else {// 加锁失败，重试// 休眠100ms重试// 自旋return getCatalogJsonFromDbithRedislock()
}

阶段四

哦哟！才知道，原来大厂的Redis分布式锁都这么设计

 

已经拿到了 lockvalue ，有了 UUID，但是过期了现在！其他人拿到所锁设置了新值，于是 if 后将别人的锁删了！！也就是删除锁不是原子操作。

Map<String, List<Catelog2Vo>> dataFromDb = getDataFromDb();
String lockValue = redisTemplate.opsForValue().get("lock");
if(uuid.equals(lockValue)) {// 删除我自己的锁redisTemplate.delete("lock");
}

问题场景

  • 如果正好判断是当前值，正要删除锁时，锁已过期，别人已设置成功新值。那删除的就是别人的锁.
  • 解决方案

删除锁必须保证原子性。使用redis+Lua脚本。

阶段五

  • 确保加锁/解锁都是原子操作
String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

保证加锁【占位+过期时间】和删除锁【判断+删除】的原子性。 更难的事情，锁的自动续期。

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