Redis怎样实现分布式锁？

前言

我们知道，在Java单进程中，多线程的环境下，如果我们要操作一个共享变量，需要使用synchronized或者是JUC同步工具类才能保证线程安全。那么，多进程环境下，我们要怎样保证线程安全？

为什么需要分布式锁？

我们知道，synchronized或者是JUC同步工具类只能在同一进程中保证线程安全，他们的影响范围没办法超出本Java进程。但是随着分布式成为主流，多进程共享数据的情况越来越常见。

如上图，两个进程同时对存储在MySQL、Redis或者是zookeeper中的共享数据进行读写，即有可能出现线程安全问题，这种情况下，我们就需要一个可以在分布式环境下也可以使用的锁，来保证线程安全，这即是分布式锁。

分布式锁可以使用什么组件实现？

因为要在分布式环境下生效，因此实现分布式锁使用的组件也必须是每个进程都可以连接到的，目前比较常见的是使用Redis和Zookeeper来实现。

Redis分布式锁实现逻辑

Redis中，我们使用String数据结构来实现分布式锁。

加锁

Redis中，set的语法如下：
SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

EX second ：设置键的过期时间为 second 秒。 SET key value EX second 效果等同于 SETEX key second value 。
PX millisecond ：设置键的过期时间为 millisecond 毫秒。 SET key value PX millisecond 效果等同于 PSETEX key millisecond value 。
NX ：只在键不存在时，才对键进行设置操作。 SET key value NX 效果等同于 SETNX key value 。
XX ：只在键已经存在时，才对键进行设置操作。

上述参数中，我们可以将key作为锁标识，然后设置NX参数。如果key写入成功，表示当前Redis中不存在这个key，可以加锁；如果key写入失败，表示当前Redis中已存在这个key，已经有其它线程获取到锁了。命令如下：

SET lockKey requestId NX
lockKey为锁标识，最好带上使用共享变量唯一标识，可以使用订单编号、用户编号等。 requestId为本次锁请求编号，释放锁时使用。

上述命令中，可以实现加锁，但是如果在加锁后，应用挂了，或者出现了其它问题，导致没有及时解锁，就有可能出现死锁，因此，需要再给加上一个过期时间，让锁可以自动消失。命令如下：

SET lockKey requestId EX seconds NX

释放锁

释放锁的时候，我们不能直接使用del命令去删除Redis键值，否则会出现A获取的锁，B也可以释放的情况。因此，我们在释放锁的时候，需要判断当前锁的请求ID是否是加锁时是否一致，如果一致，才能释放锁。
由于没有现成的命令可以实现上述的释放锁的逻辑，所以我们需要使用Redis的script来实现，script脚本如下：

if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end
KEYS[1]为锁标识，即加锁时的lockKey
ARGV[1]为锁请求编号，即加锁时的requestId

Redis分布式锁代码

public class RedisDistributedLock implements Lock { // 锁键值 private String              lockKey; // 锁请求编号 private String              requestId; // redis集群客户端 private JedisCluster        jedisCluster; public RedisDistributedLock(String lockKey, JedisCluster jedisCluster){ this.lockKey = lockKey; // 使用UUID作为锁唯一标识 requestId = UUID.randomUUID().toString(); this.jedisCluster = jedisCluster;
    } /**
     * 尝试获取锁
     */ @Override public boolean tryLock() { // 获取锁 String result = jedisCluster.set(lockKey, requestId, "NX", "EX", 2); return StringUtils.isNotBlank(result) && LOCK_SUCCESS.equals(result);
    } /**
     * 释放锁
     */ @Override public void unlock() { // 若redis中存在lockKey，则删除lockKey，否则返回0 String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        Object result = jedisCluster.eval(script, Collections.singletonList(lockKey),
                                          Collections.singletonList(requestId)); // 成功 if (result != null && "OK".equals(result.toString())) {
            logger.debug("释放锁成功,lockKey:{}, requestId:{}", lockKey, requestId);
        } else {// 失败 logger.debug("释放锁失败,lockKey:{}, requestId:{}", lockKey, requestId);
        }
    }
}