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redis分布式锁(redis面试必会6题经典)

mhr18 2024-10-27 10:53 29 浏览 0 评论

起因

如果在一个分布式系统中,我们很多业务场景。因为读取和更新保存不是一个原子操作,在并发时就会导致数据的不正确。这种场景其实并不少见,比如电商秒杀活动,库存数量的更新就会遇到。如果是单机应用,直接使用本地锁就可以避免。如果是分布式应用,本地锁派不上用场,这时就需要引入分布式锁来解决。

为了保证分布式锁的可用性,至少要确保锁的实现要同时满足以下几点:

  • 互斥性。在任何时刻,保证只有一个客户端持有锁。
  • 不能出现死锁。持有锁的客户端挂死能自动释放。
  • 保证上锁和解锁都是同一个客户端。


实现方式

一般来说,实现分布式锁的方式有以下几种:

  • 使用MySQL,基于唯一索引,实现简单(如SeaTa、xxx-job)
  • 使用ZooKeeper,基于临时有序节点
  • 使用Redis,基于setnx命令。

但为了追求更好的性能,我们通常会选择使用 Redis 或 Zookeeper 来做,我们这里主要聊聊redis的实现。


  • 简单实现(实现互斥性)

想要实现分布式锁,必须要求 Redis 有锁的能力,能让多个客户端实现互斥,我们可以使用 SETNX 命令,这个命令表示set if not exists,即如果 key 不存在,才会设置它的值,否则什么也不做。

客户端1:setnx mylock 1

客户端2:setnx mylock 1

两个客户端去执行这个命令只会有一个会成功,获取成功的客户端就可以去执行相关的资源操作,操作完成后再进行删除:DEL mylock

但是,这个只实现了互斥性,死锁是没办法避免的,比如客户端1获取锁成功了,处理资源的过程中挂死了,没有进行删除mylock,此时就会产生死锁。


  • 避免死锁

第一步:
为了避免死锁,给获取锁定一个有效时间,过期则自动失效,redis本来就有过期淘汰策略,可以比较好集成:

客户端:setnx mylock 1

客户端:expire mylock 30

这样,如果30秒之内没反应则自动释放这一把锁,顺提一句,这种在面试的过程中,经常会问到用了redis分布式锁之后怎么避免死锁的问题是很经常见的。

但是这样依然还会有问题,因为两条命令不是原子性的,可能出现设置时间失败,依旧存在死锁的可能,只是比之前减低了一些概率。


第二步:

redis里面有multi与exec可以保证两条命令一起执行,如下图:

但是这样使用还会出现其它的问题,两条命令是一起执行的,打个比方:

客户端1:执行上面代码,然后挂死了

客户端2:执行上面代码,没拿到锁,但是更新了过期时间

客户端3:执行上面代码,没拿到锁,但是更新了过期时间

客户端n:.......................................

锁一直没释放,客户端挂死没有自动释放锁,如果其它客户端访问频率较高,锁会一直不被释放,产生死锁。


第三步:

Redis 2.6.12 之后,Redis 扩展了 SET 命令的参数,用这一条命令就可以了:SET mylock 1 EX 10 NX;这样就解决了死锁问题,也比较简单,没有了第二步里面的问题,不会自动刷新过期时间。

但是这个还有两个问题

1.锁超时,处理资源所耗时间超过30秒,自动释放锁,会出现两个客户端同时操作公共资源

2.释放锁,当出现两个客户端操作公共资源后,第一个客户端去删除锁,会把后来的客户端加的锁给释放掉了


第四步:

1.Redisson 是一个 Java 语言实现的 Redis SDK 客户端,在使用分布式锁时,它就采用了「自动延期」的方案来避免锁过期,这个守护线程我们一般也把它叫做「看门狗」线程。

2.客户端在加锁时,设置一个只有自己知道的一个值进去,获取判断是自己的值再进行删除,那么get和del命令又得保持原子性,可以使用watch、multi、exec来保证。


总结

死锁:加过期时间

锁过期时间用完:redission守护线程,自动续期

锁被别人释放:锁写入唯一标识,释放锁先检查标识,再释放

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