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這篇文章主要介紹了使用 Redis 如何實現分布式鎖的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇使用 Redis 如何實現分布式鎖文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。
1. 什么是分布式鎖
當我們在編寫多線程代碼的時候，不同的線程可能會發生資源的爭奪，為了避免資源爭奪造成的錯誤，我們會對資源上鎖，只有獲得鎖的線程才能繼續往下執行。
進程中的鎖，本質就是內存中一個變量，當一個線程執行某個操作申請加鎖時，如果能成功把代表鎖的變量值設置為 1，則表示獲得了鎖，其他線程想要獲得鎖時會阻塞，而擁有鎖的線程執行完操作后，再把鎖的值設置為 0，則表示釋放了鎖。
上面我們說的是在一臺服務器的進程內不同線程之間的鎖，這個鎖是放在內存中的，而對于分布式應用程序來說，不同的應用 (進程或線程) 部署在不同的服務器上，這樣就不能通過內存中的變量來表示鎖。
即然在一臺服務器上可以通過內存這塊共享的空間來表示鎖，那么對于分布式應用程序來說，可以共享存儲系統來存儲一個共享鎖，這就是分布式鎖，而 Redis 作為內存數據庫，執行非常快，很適合作為實現分布式鎖的共享存儲系統。
2. 使用 Redis 實現分布式鎖
對于一個鎖來說，其實只有兩個操作，加鎖和釋放鎖，下面我們看來看通過 Redis 要怎么實現？
2.1 加鎖
Redis 的 setnx 命令會判斷鍵值是否存在，如果存在則不做任何操作，并返回 0，如果不存在，則創建并賦值，并返回 1，因此我們可以執行 setnx 為一個代表鎖鍵設置值，如果能設置成功，則表示獲得鎖，失敗則無法獲得鎖。
# 使用 key 為 lock 來表示一個鎖
setnx lock 12.2 釋放鎖
當執行好操作之后，要釋放鎖的時候直接把 Redis 里的鍵值 lock 刪除就可以了，這樣其他進程才能通過 setnx 命令重新設置并獲得該鎖。
# 釋放鎖
del lock通過上面兩個命令，我們實現了一個簡單的分布式鎖，但這里就出現了一個問題：如果一個進程通過 setnx 命令加鎖之后，在執行具體操作出錯了，沒有辦法及時釋放鎖，那么其他進程就無法獲得該鎖，系統便無法繼續往下執行，解決這個問題的辦法就是為鎖設置一個有效期，在這個有效期之后，自動釋放鎖。
2.3 給鎖設置有效期
給鎖設置有效期非常簡單，直接使用 Redis 的 expire 命令就可以了，如：
# 加鎖
setnx lock 1
# 給鎖設置 10s 有效期
expire lock 10但是，現在又出現另一個問題了，如果我們在設置了鎖之后，執行 expire 命令之前該進程掛掉了，那么 expire 就沒有執行成功，鎖一樣是沒有被釋放掉的，所以一定要保證上面兩個命令要一起執行，怎么保證呢？
有兩個方法，一個是使用 LUA 語言編寫的腳本，另一個是使用 Redis 的 set 命令，set 命令后面跟 nx 參數后，執行的效果與 setnx 一致，且 set 命令可以跟 ex 參數來設置過期時間，所以我們可以使用 set 命令把 setnx 和 expire 兩個合并在一起，這樣就可以保證執行的原子性了。
# 判斷是否鍵值是否存在，ex 后面跟著的是鍵值的有效期,10s
set lock 1 nx ex 10解決了鎖的有效問題，現在我們再來看另外一個問題。
如上圖所示，現在有 A，B，C 三個不同服務器上的進程在執行某個操作都需要獲得鎖，執行后要釋放鎖。
現在的情況是進程 A 執行第 2 步時卡頓了(上面綠色區域所示)，且時間超出了鎖有效期，所以進程 A 設置的鎖自動釋放了，這時候進程 B 獲得了鎖，并開始執行操作，但由于進程 A 只是卡頓了而已，所以會繼續執行的時候，在第 3 步的時候會手動釋放鎖，但是這個時候，鎖由線程 B 所擁有，也就是說進程 A 刪除的不是自己的鎖，而進程 B 的鎖，這時候進程 B 還沒執行完，但鎖被釋放后，進程 C 可以加鎖，也就是說由于進程 A 卡頓釋放錯了鎖，導致進程 B 和進程 C 可以同時獲得鎖。
怎么避免這種情況呢？如何區分其他進程的鎖，避免刪除其他進程的鎖呢？答案就是每個進程在加鎖的時候，給鎖設置一個唯一值，并在釋放鎖的時候，判斷是不是自己設置的鎖。
2.4 給鎖設置唯一值
給鎖設置唯一值的時候，一樣是使用 set 命令，唯一的不同是將鍵值 1 改為一個隨機生成的唯一值，比如 uuid。
# rand_uid 表示唯一 id
set lock rand_id nx ex 10當鎖里的值由進程設置后，釋放鎖的時候，就需要判斷鎖是不是自己的，步驟如下：
通過 Redis 的 get 命令獲得鎖的值
根據獲得的值，判斷鎖是不是自己設置的
如果是，通過 del 命令釋放鎖。
此時我們看到，釋放鎖需要執行三個操作，如果三個操作依次執行的話，是沒有辦法保證原子性的，比如進程 A 在執行到第 2 步后，準備開始執行 del 命令時，而鎖由時有效期到了，被自動釋放了，并被其他服務器上的進程 B 獲得鎖，但這時候線程 A 執行 del 還是把線程 B 的鎖給刪掉了。
解決這個問題的辦法就是保證上述三個操作執行的原子性，即在執行釋放鎖的三個操作中，其他進程不可以獲得鎖，想要做到這一點，需要使用到 LUA 腳本。
2.5 通過 LUA 腳本實現釋放鎖的原子性
Redis 支持 LUA 腳本，LUA 腳里的代碼執行的時候，其他客戶端的請求不會被執行，這樣可以保證原子性操作，所以我們可以使用下面腳本進行鎖的釋放：
if redis.call(get ,KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call(del ,KEYS[1])
else
return 0
end將上述腳本保存為腳本后，可以調用 Redis 客戶端命令 redis-cli 來執行，如下：
# lock 為 key,rand_id 表示 key 里保存的值
redis-cli --eval unlock.lua lock , rand_id關于“使用 Redis 如何實現分布式鎖”這篇文章的內容就介紹到這里，感謝各位的閱讀！相信大家對“使用 Redis 如何實現分布式鎖”知識都有一定的了解，大家如果還想學習更多知識，歡迎關注丸趣 TV 行業資訊頻道。
