重谈redis分布式锁

前言

Redis分布式锁其实网上已经一大把了,我写这篇博客的目的是想发表下自己的浅见。

我们知道在单进程中,通过语言内置的锁可以保证数据的一致性,随着软件的不断扩大,很多应用已经是多进程的方式部署,那么为了保证数据的一致性,我们需要一个分布式锁。标题说的是Redis分布式锁,那么我下面主要讲的rendis锁,而且不会涉及到redis单点故障的问题。

常见的分布锁

搜索一下常见的分布式锁说的都是通过redis和zookeeper来实现。

  • redis

    setnx 通过设置一个共有的key,而且通过设置过期时间来避免死锁

  • zk

    通过设置一个共有的节点,通过zk的watch,观察节点的变化进行通知

锁的需求

  • 独占: 一个时间点只能一个线程访问

  • 可重入: 同一个线程只要当前持有锁,可以重复进入

  • 避免死锁: 多个线程访问不会出现死锁的情况

  • 锁释放: 进程故障能自动释放锁,只有持有锁的进程能释放锁

尝试自己实现一个

实现 copy from importnew Redis 分布式锁的正确实现方式( Java 版 )

public class RedisTool {
 
    private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
    private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
    private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
 
    public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {
 
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
 
        if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;
 
    }

    private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
 
    public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
 
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));
 
        if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;
 
    }
 
}

上面的锁实现存在一个问题,假如程序员A不小心调用了releaseDistributedLock就会把某个已经持有锁的线程的锁释放掉。相信大家都能想到用ThreadLocal方式避免给未持有锁的线程释放了。 那我就试着将这代码改改。(伪代码)

public class RedisToolv2 {

   private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
   private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
   private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
   private final ThreadLocal<Boolean> hasLock = new ThreadLocal<>();

   public static boolean tryGetDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) {

       String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
       
       boolean locked = false;

       if (LOCK_SUCCESS.equals(result)) {
           locked = true;
       }
       hasLock.set(locked);
       return locked;

   }

   private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;

   public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {
       boolean locked = Optional.ofNull(hasLock.get()).orElse(false) ;
       boolean unloked = false;
       if(locked){
           String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
           Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));
           if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
               unloked = true;
           }
       }
       return false;
   }

}

上面的方式虽然说解决了其他线程误删锁的情况,但是分布式锁其实还有很多细节都地方需要实现,当一个线程已经拥有此锁了,如果还有大量其他(本应用或其他应用)的线程在请求锁,无疑给redis造成很大的压力(当然这个得看应用的规模,小规模是不会出现这个情况)。

假设我们同一个应用中同一个时间点只有线程在请求分布式锁,那么相对于Redis的压力是不是就会下降很多? 那么我们在代码中加入一个同步锁是不是就解决了问题呢?首先我想到的是synchronized可以重入,可以使用递归的方式调用。但是如果是递归,如果长时间拿不到锁,那么有可能会引发StackOverflowError。额, 那这不能实现,没招了咩? 其实jdk里面带了一个 ReentrantLock,这个锁其实跟synchronized差不多,也是可以重入的,而且有一个 tryLock(long timeout, TimeUnit unit)的方法,在递归调用的时候可以避免Stack过大。 (思路有了,我相信代码也是很轻易就写出来了)

抛个砖

  • 那么这个锁持有的时间该如何计算呢?

  • 还有就是这么实现这个锁是不是就完美了呢??

  • Redis有个叫键空间通知(keyspace notification) 的功能,是不是可以用这种方式来实现一个类似zookeeper的锁呢 ?

最后

各位看官还有什么好的思路欢迎来交流呀。