每日一面 - 假设 Redis 基本可靠，如何用单进程 Redis 实现分布式悲观锁

什么是分布式锁

针对共享内存模型的程序（例如JAVA程序），锁就是一个非常常用的机制。

一般简单分为悲观锁和乐观锁。悲观锁就是你获取这块数据的锁之后，别人就无法访问或操作这块数据，直到你释放这个锁。乐观锁一般就是CAS更新。

在单进程内内存的锁，只控制进程内数据的，就是非分布式锁。相反的，跨进程，需要锁住多个进程访问数据的锁就是分布式锁。

悲观锁一般由Redis的SETNXEX实现，Key 为资源名，EX 设置一个合理的超时时间， Value 设置为一个客户端生成的在超时时间内不会重复的随机字符串。

由于redis是单线程的，执行lua脚本的时候，不会同时执行其他客户端命令，这一定程度上保证了并发安全

悲观锁一般由Redis的SETNX实现，通过SETNX获取一个锁，释放锁就把这个Key删除即可。

例如，获取一个名为TestLock的锁，通过SETNX TestLock TestLockValue，TestLockValue随意设置一个值。SETNX是SET IF NOT EXISTS，如果不存在就会设置成功。

设置成功会返回1，没设置成功会返回0。返回1代表获取锁成功，0代表没获取成功。

释放锁调用DEL命令，通过DEL TestLock释放锁。返回1代表释放锁成功，0代表没有这个锁。

但是如果这么简单实现，在如下场景时，会有问题：

所以，考虑这个，我们一般会给锁设置一个超时时间。在超过这个超时时间之后，redis会自动把这个key删除掉。这样，在客户端1死掉了之后，不会导致这个锁永远不释放。

这样redis命令集合就变成了：

获取锁：

代码语言：txt复制

> SETNX TestLock TestLockValue
> EXPIRE TestLock 8

释放锁：

代码语言：txt复制

> DEL TestLock

由于SETNX还有EXPIRE是两条命令，在如下场景还可能出问题：

Redis 2.8 版本中作者加入了 set 指令的扩展参数，使得 setnx 和 expire 指令可以一起执行

这样redis命令集合就变成了：

获取锁：

代码语言：txt复制

> SET TestLock TestLockValue EX 5 NX

释放锁：

代码语言：txt复制

> DEL TestLock

也可以通过Redis事务来执行这两条命令，但是在Redis被kill掉时，可能只有部分命令被执行，所以还是通过上面的命令更安全简洁。

但在如下场景又会有新的问题：

为了避免这种情况发生，我们一般会将锁的KEY的VALUE设置为一个随机值，这个随机值只要在一段连续时间内不会重复就行。在释放锁的时候，判断当前锁的VALUE与自己设置的是否一致，只有一致的时候才会释放。

这样redis命令集合就变成了：

获取锁：

代码语言：txt复制

> SET TestLock RandomValue EX 5 NX

释放锁：

代码语言：txt复制

> GET TestLock
//程序判断是否一致
> DEL TestLock

这个在如下场景也会有问题：

所以，释放锁一定要放在一个事务内，通过lua脚本。也就是：

代码语言：txt复制

传入Lua脚本参数 TestLock，当前程序缓存的随机值
判断TestLock的值与传入值是否一致，一致则删除
返回是否解锁成功

这样在Redis单进程一直正常运行的情况下，分布式悲观锁就实现了。

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