Redis分布式鎖的五大演進攻略

1）前端將 10W 的高并發請求轉發給四個題目微服務，

5）未獲取到的執行緒需要等待鎖釋放，

6）釋放鎖后，其他執行緒搶占鎖，

7）重復執行步驟 4、5、6，

set <key> <value> NX

docker exec -it <容器 id> redis-cli

set wukong 1111 NX

• 多個并發執行緒都去 Redis 中申請鎖，也就是執行 setnx 命令，假設執行緒 A 執行成功，說明當前執行緒 A 獲得了，

• 其他執行緒執行 setnx 命令都會是失敗的，所以需要等待執行緒 A 釋放鎖，

• 執行緒 A 執行完自己的業務后，洗掉鎖，

• 其他執行緒繼續搶占鎖，也就是執行 setnx 命令，因為執行緒 A 已經洗掉了鎖，所以又有其他執行緒可以搶占到鎖了，

// 1.先搶占鎖
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "123");
if(lock) {
  // 2.搶占成功，執行業務
  List<TypeEntity> typeEntityListFromDb = getDataFromDB();
  // 3.解鎖
  redisTemplate.delete("lock");
  return typeEntityListFromDb;
} else {
  // 4.休眠一段時間
  sleep(100);
  // 5.搶占失敗，等待鎖釋放
  return getTypeEntityListByRedisDistributedLock();
}

// 在 10s 以后，自動清理 lock
redisTemplate.expire("lock", 10, TimeUnit.SECONDS);

// 1.先搶占鎖
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "123");
if(lock) {
    // 2.在 10s 以后，自動清理 lock
    redisTemplate.expire("lock", 10, TimeUnit.SECONDS);
    // 3.搶占成功，執行業務
    List<TypeEntity> typeEntityListFromDb = getDataFromDB();
    // 4.解鎖
    redisTemplate.delete("lock");
    return typeEntityListFromDb;
}

# 設定某個 key 的值并設定多少毫秒或秒 過期，
set <key> <value> PX <多少毫秒> NX
或
set <key> <value> EX <多少秒> NX

ttl <key>

# 設定 key=wukong，value=https://www.cnblogs.com/88223100/p/1111，過期時間=5000ms
set wukong 1111 PX 5000 NX
# 查看 key 的狀態
ttl wukong

setIfAbsent("lock", "123", 10, TimeUnit.SECONDS);

• 用戶 A 先搶占到了鎖，并設定了這個鎖 10 秒以后自動開鎖，鎖的編號為 123，

• 10 秒以后，A 還在執行任務，此時鎖被自動打開了，

• 用戶 B 看到房間的鎖打開了，于是搶占到了鎖，設定鎖的編號為 123，并設定了過期時間 10 秒，

• 因房間內只允許一個用戶執行任務，所以用戶 A 和 用戶 B 執行任務產生了沖突，

• 用戶 A 在 15 s 后，完成了任務，此時 用戶 B 還在執行任務，

• 用戶 A 主動打開了編號為 123的鎖，

• 用戶 B 還在執行任務，發現鎖已經被打開了，

• 用戶 B 非常生氣：我還沒執行完任務呢，鎖怎么開了？

• 用戶 B 的鎖被 A 主動打開后，A 離開房間，B 還在執行任務，

• 用戶 C 搶占到鎖，C 開始執行任務，

• 因房間內只允許一個用戶執行任務，所以用戶 B 和 用戶 C 執行任務產生了沖突，

• 設定鎖的過期時間時，還需要設定唯一編號，

• 主動洗掉鎖的時候，需要判斷鎖的編號是否和設定的一致，如果一致，則認為是自己設定的鎖，可以進行主動洗掉，

// 1.生成唯一 id
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
// 2. 搶占鎖
Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", uuid, 10, TimeUnit.SECONDS);
if(lock) {
    System.out.println("搶占成功：" + uuid);
    // 3.搶占成功，執行業務
    List<TypeEntity> typeEntityListFromDb = getDataFromDB();
    // 4.獲取當前鎖的值
    String lockValue = https://www.cnblogs.com/88223100/p/redisTemplate.opsForValue().get("lock");
    // 5.如果鎖的值和設定的值相等，則清理自己的鎖
    if(uuid.equals(lockValue)) {
        System.out.println("清理鎖：" + lockValue);
        redisTemplate.delete("lock");
    }
    return typeEntityListFromDb;
} else {
    System.out.println("搶占失敗，等待鎖釋放");
    // 4.休眠一段時間
    sleep(100);
    // 5.搶占失敗，等待鎖釋放
    return getTypeEntityListByRedisDistributedLock();
}

• 生成隨機唯一 id，給鎖加上唯一值，

• 搶占鎖，并設定過期時間為 10 s，且鎖具有隨機唯一 id，

• 搶占成功，執行業務，

• 執行完業務后，獲取當前鎖的值，

• 如果鎖的值和設定的值相等，則清理自己的鎖，

• 時刻：0s，執行緒 A 搶占到了鎖，

• 時刻：9.5s，執行緒 A 向 Redis 查詢當前 key 的值，

• 時刻：10s，鎖自動過期，

• 時刻：11s，執行緒 B 搶占到鎖，

• 時刻：12s，執行緒 A 在查詢途中耗時長，終于拿多鎖的值，

• 時刻：13s，執行緒 A 還是拿自己設定的鎖的值和回傳的值進行比較，值是相等的，清理鎖，但是這個鎖其實是執行緒 B 搶占的鎖，

if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1]
then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end

// 腳本解鎖
String script = "if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del',KEYS[1]) else return 0 end";
redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<Long>(script, Long.class), Arrays.asList("lock"), uuid);

• 缺陷：業務代碼出現例外或者服務器宕機，沒有執行主動洗掉鎖的邏輯，就造成了死鎖，

• 改進：設定鎖的自動過期時間，過一段時間后，自動洗掉鎖，這樣其他執行緒就能獲取到鎖了，

• 缺陷：占鎖和設定鎖過期時間是分步兩步執行的，不是原子操作，

• 改進：占鎖和設定鎖過期時間保證原子操作，

• 缺陷：主動洗掉鎖時，因鎖的值都是相同的，將其他客戶端占用的鎖洗掉了，

• 改進：每次占用的鎖，隨機設為較大的值，主動洗掉鎖時，比較鎖的值和自己設定的值是否相等，

• 缺陷：獲取鎖、比較鎖的值、洗掉鎖，這三步是非原子性的，中途又可能鎖自動過期了，又被其他客戶端搶占了鎖，導致刪鎖時把其他客戶端占用的鎖刪了，

• 改進：使用 Lua 腳本進行獲取鎖、比較鎖、洗掉鎖的原子操作，

• 缺陷：非專業的分布式鎖方案，

• 改進：Redission 分布式鎖，

• https://www.bilibili.com/video/BV1np4y1C7Yf