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Redis 散播式锁这个话题似乎烂大街了，不论你是口试照旧职责，随地可见，「码哥」为啥还要写呢?

皇冠客服飞机：@seo3687

因为网上 99.99% 的著述皆莫得真实的把散播式锁说澄澈，存在好多 bug。

本日，「码哥」就跟全国长远散播式锁的 G 点，系统的作念一个写好代码掌持手段的真男东谈主。

在干与「激越」之前，以下问题就行动念「前戏」去念念考，你能回话些许?

问：今年上半年公司脑膜产品的集采情况，及下半年怎么看待集采？

但由于个股市值体量不同、股性不同以及所处的市场环境不同均会影响MACD指标策略的有效性。保守起见，策略君特地回测了近几年东亚机械相同指标形态的出现次数及后续影响，数据结果发现东亚机械从2021年起共出现过18次MACD金叉。

什么时候需要散播式锁? 加、解锁的代码位置有肃肃么? 如何幸免出现死锁 超常常间缔造些许合适呢? 如何幸免锁被其他线程开释 如何终了重入锁? 主从架构会带来什么安全问题? 什么是 Redlock …… 为何需要散播式锁?

码哥，说个平方的例子训诫下什么时候需要散播式锁呢?

精子喷射那一刻，亿级流量冲向卵子，唯惟一个精子能得到与卵子结合的庆幸。

造物主为了保证唯惟一个「精子」能得到「卵子」的宠幸，当有一个精子干与后，卵子的外壳就会发生变化，将通谈关闭把其余的精子相悖在外。

亿级别的精子就好比「并发」流量;

卵子就好比是分享资源;

卵子外壳只允许一个精子干与的特殊卵白等于一把锁。

而多节点组成的集群，就会有多个 JVM 进度，咱们得到相通的后果就需要有一个中间东谈主配合，只允许一个 JVM 中的一个线程得到操作分享资源的履历。

散播式锁等于用来为止合并时刻，唯惟一个 JVM 进度中的一个线程「精子」不错走访被保护的资源「卵子」。

「每一个生命，皆是亿级选手中的杰出人物」，加油。

散播式锁初学

散播式锁应该清闲哪些特质?

互斥：在职何给定时刻，唯惟一个客户端不错持有锁; 无死锁：任何时刻皆有可能得到锁，即使获取锁的客户端崩溃; 容错：只消大大批 Redis的节点皆照旧启动，客户端就不错获取和开释锁。

码哥，我不错使用 SETNX key value 敕令是终了「互斥」特质。

这个敕令来自于SET if Not eXists的缩写，酷好是：若是 key 不存在，则缔造 value 给这个key，不然啥皆不作念。

敕令的复返值：

1：缔造得手; 0：key 莫得缔造得手。

如下场景：

敲代码一天累了，想去舒缓推拿下肩颈。

168 号技师最抢手，全国心爱点，是以并发量大，需要散播式锁为止。

合并时刻只允许一个「客户」预约 168 技师。

肖彩机肯求 168 技师得手：

> 太平洋在线棋牌SETNX lock:168 1  (integer) 1 # 获取 168 技师得手 

谢霸哥后头到，肯求失败：

> SETNX lock 2  (integer) 0 # 客户谢霸哥 2 获取失败 

此刻，肯求得手的客户就不错享受 168 技师的肩颈舒缓做事「分享资源」。

享受收尾后，要实时开释锁，给自后者享受 168 技师的做事契机。

肖彩机，码哥考考你如何开释锁呢?

很浅陋，使用 DEL 删除这个 key 就行。

> DEL lock:168  (integer) 1 

码哥，你见过「龙」么?我见过，因为我被一条龙做事过。

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肖彩机，事情可没这样浅陋。

这个决策存在一个存在变成「死锁」的问题，变成该问题的场景如下：

在推拿过程中倏得收到线上报警，拿起裤子就跑去公司了，没实时推行 DEL 开释锁(客户端处理业务特地，无法正确开释锁);

推拿过程中心肌梗塞嗝屁了，无法推行 DEL辅导。

这样，这个锁就会一直占用，其他客户就「再也莫得」契机获取 168 技师做事了。

如何幸免死锁

码哥，我不错在获取锁得手的时候缔造一个「超常常间」

比如设定推拿做事一次 60 分钟，那么在给这个 key 加锁的时候缔造 60 分钟落伍即可：

> SETNX lock:168 1  // 获取锁 (integer) 1 > EXPIRE lock:168 60  // 60s 自动删除 (integer) 1 

这样，到点后锁自动开释，其他客户就不错持续享受 168 技师推拿做事了。

谁要这样写，就糟透了。

「加锁」、「缔造超时」是两个敕令，他们不是原子操作。

若是出现只推行了第一条，第二条没契机推行就会出现「超常常间」缔造失败，依然出现死锁。

比如以下场景导致无法推行第二条辅导：

Redis 特地宕机;

客户端特地崩溃;

码哥，那咋办，我想被一条龙做事，弗成出现死锁啊。

Redis 2.6.12 之后，拓展了 SET 敕令的参数，清闲了当 key 不存在则缔造 value，同期缔造超常常间的语义，况兼清闲原子性。

SET resource_name random_value NX PX 30000 

NX：暗示唯独 resource_name 不存在的时候才智 SET 得手，从而保证唯惟一个客户端不错得到锁;

PX 30000：暗示这个锁有一个 30 秒自动落伍时代。

推行时代卓著锁的落伍时代

这样我能恰当的享受一条龙做事了么?

No，还有一种场景会导致开释别东谈主的锁：

客户 1 获取锁得手并缔造 30 秒超时; 客户 1 因为一些原因导致推行很慢(汇集问题、发生 FullGC……)，过了 30 秒依然没推行完，然则锁落伍「自动开释了」; 客户 2 肯求加锁得手; 客户 1 推行完成，推行 DEL 开释锁辅导，这个时候就把 客户 2 的锁给开释了。

有两个关节问题需要管束：

如何合理缔造落伍时代? 如何幸免删除别东谈操纵有的锁。 正确缔造锁超时

锁的超常常间若何筹谋合适呢?

这个时代弗成瞎写，一般要左证在测试环境屡次测试，然后压测多轮之后，比如筹谋出平均推行时代 200 ms。

那么锁的超常常间就放大为平均推行时代的 3~5 倍。

为啥要放大呢?

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因为若是锁的操作逻辑中有汇集 IO 操作、JVM FullGC 等，线上的汇集不会总一帆风顺，咱们要给汇集抖动留有缓冲时代。

那我缔造更大少许，比如缔造 1 小时不是更安全?

不要钻牛角，多大算大?

确随即间过长，一朝发生宕机重启，就意味着 1 小时内，散播式锁的做事全部节点不可用。

你要让运维手动删除这个锁么?

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只消运维真的不会打你。

有莫得完好的决策呢?不论时代若何缔造皆不大合适。

咱们不错让得到锁的线程开启一个督察线程，用来给将近落伍的锁「续航」。

加锁的时候缔造一个落伍时代，同期客户端开启一个「督察线程」，定时去检测这个锁的失效时代。

若是将近落伍，然则业务逻辑还没推行完成，自动对这个锁进行续期，再行缔造落伍时代。

这个道理行得通，可我写不出。

别慌，照旧有一个库把这些职责皆封装好了他叫Redisson。

Redisson 是一个 Java 言语终了的 Redis SDK 客户端，在使用散播式锁时，它就遴荐了「自动续期」的决策来幸免锁落伍，这个督察线程咱们一般也把它叫作念「看门狗」线程。

对于 Redisson 的使用与道理分析由于篇幅有限，全国可热心「码哥字节」且听下回剖释。

幸免开释别东谈主的锁

出现开释别东谈主锁的关节在于「无脑推行」DEL辅导，是以咱们要想主义检讨下这个锁是不是我方加的。

解铃还须系铃东谈主

码哥，我在加锁的时候缔造一个「唯一标识」作为 value 代表加锁的客户端。

在开释锁的时候，客户端将我方的「唯一标识」与锁上的「标识」比拟是否相配，匹配上则删除，不然莫得权柄开释锁。

伪代码如下：

// 比对 value 与 唯一标识 if (redis.get("lock:168").equals(uuid)){    redis.del("lock:168"); //比对得手则删除  } 

有莫得想过，这是 GET + DEL 辅导组合而成的，这里又会触及到原子性问题。

复现下情况：

客户端 1 第一步对比得手后，第二步还没来得及推行，这时候锁到期了。 客户端 2 获取锁得手，将我方的 「uuid」缔造进去。 这时候客户端 1 推行第二步进行开释锁，这笃定是无理的。

咱们是追求极致的男东谈主，是以这里通过 Lua 剧蓝本终了，这样判断和删除的过程等于原子操作了。

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

一齐优化下来，决策似乎比拟「严谨」了，空洞出对应的模子如下。

通过 SET lock_resource_name $unique_id NX PX $expire_time，同期启动督察线程为将近落伍单还没推行收场的客户端的锁续命;

客户端推行业务逻辑操作分享资源;

通过 Lua 剧本开释锁，先 get 判断锁是否是我方加的，再推行 DEL。

加解锁代码位置有肃肃

左证前边的分析，咱们照旧有了一个「相对严谨」的散播式锁了。

于是「谢霸哥」就写了如下代码将散播式锁诓骗到技俩中，以下是伪代码逻辑：

public void doSomething() {     try {         redisLock.lock(); // 上锁         // 处理业务         redisLock.unlock(); // 开释锁     } catch (Exception e) {         e.printStackTrace();     } } 

一朝推行业务逻辑过程中抛出特地，步调就无法走下一步开释锁的经由。

是以开释锁的代码一定要放在 finally{} 块中。

加锁的位置也有问题，若是推行 redisLock.lock() 加锁特地，那么就会推行 finally{} 代码块辅导推行解锁，这个时候锁并莫得肯求得手。

是以 redisLock.lock();应该放在 try 外面。

要而言之，正确代码位置如下 ：

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public void doSomething() {    // 上锁    redisLock.lock();     try {         // 处理业务         ...     } catch (Exception e) {         e.printStackTrace();     } finally {       // 开释锁       redisLock.unlock();     } } 

终了可重入锁

可重入锁要如何终了呢?重入之后，超常常间如何缔造呢?

当一个线程推行一段代码得手获取锁之后，持续推行时，又遭逢加锁的代码，可重入性就就保证线程能持续推行，而不可重入等于需要恭候锁开释之后，再次获取锁得手，才智持续往下推行。

用一段代码讲明注解可重入：

public synchronized void a() {     b(); } public synchronized void b() {     // pass } 

假定 X 线程在 a 方法获取锁之后，持续推行 b 方法，若是此时不可重入，线程就必须恭候锁开释，再次争抢锁。

最近，一些运动员因为参加商业活动而被批评为“商业选手”，欧博官网网址引起了全球体育爱好者和媒体的关注和讨论。

锁明明是被 X 线程领有，却还需要恭候我方开释锁，然后再去抢锁，这看起来就很奇怪，我开释我我方~

Redis Hash 可重入锁

Redisson 类库等于通过 Redis Hash 来终了可重入锁，往常码哥会专门写一篇对于 Redisson 的使用与道理的著述……

当线程领有锁之后，往后再遭逢加锁方法，平直将加锁次数加 1，然后再推行方法逻辑。

退出加锁方法之后，加锁次数再减 1，当加锁次数为 0 时，锁才被真实的开释。

不错看到可重入锁最大特质等于计数，筹谋加锁的次数。

是以当可重入锁需要在散播式环境终了时，咱们也就需要统计加锁次数。

加锁逻辑

咱们不错使用 Redis hash 结构终了，key 暗示被锁的分享资源， hash 结构的 fieldKey 的 value 则保存加锁的次数。

通过 Lua 剧本终了原子性，假定 KEYS1 = 「lock」， ARGV「1000，uuid」：

---- 1 代表 true ---- 0 代表 false  if (redis.call('exists'， KEYS[1]) == 0) then     redis.call('hincrby'， KEYS[1]， ARGV[2]， 1);     redis.call('pexpire'， KEYS[1]， ARGV[1]);     return 1; end ; if (redis.call('hexists'， KEYS[1]， ARGV[2]) == 1) then     redis.call('hincrby'， KEYS[1]， ARGV[2]， 1);     redis.call('pexpire'， KEYS[1]， ARGV[1]);     return 1; end ; return 0; 

加锁代码当先使用 Redis exists 敕令判断面前 lock 这个锁是否存在。

若是锁不存在的话，平直使用 hincrby创建一个键为 lock hash 表，况兼为 Hash 表中键为 uuid 运行化为 0，然后再次加 1，终末再缔造落伍时代。

风险预警

若是面前锁存在，则使用 hexists判断面前 lock 对应的 hash 表中是否存在 uuid 这个键，若是存在，再次使用 hincrby 加 1，终末再次缔造落伍时代。

终末若是上述两个逻辑皆不合适，平直复返。

解锁逻辑

-- 判断 hash set 可重入 key 的值是否等于 0 -- 若是为 0 代表 该可重入 key 不存在 if (redis.call('hexists'， KEYS[1]， ARGV[1]) == 0) then     return nil; end ; -- 筹谋面前可重入次数 local counter = redis.call('hincrby'， KEYS[1]， ARGV[1]， -1); -- 小于等于 0 代表不错解锁 if (counter > 0) then     return 0; else     redis.call('del'， KEYS[1]);     return 1; end ; return nil; 

当先使用 hexists 判断 Redis Hash 表是否存给定的域。

若是 lock 对应 Hash 表不存在，卤莽 Hash 表不存在 uuid 这个 key，平直复返 nil。

若存在的情况下，代表面前锁被其持有，当先使用 hincrby使可重入次数减 1 ，然后判断筹谋之后可重入次数，若小于等于 0，则使用 del 删除这把锁。

解锁代码推行景色与加锁访佛，只不外解锁的推行斥逐复返类型使用 Long。这里之是以莫得跟加锁一样使用 Boolean ，这是因为解锁 lua 剧本中，三个复返值含义如下：

欧博官网 1 代表解锁得手，锁被开释 0 代表可重入次数被减 1 null 代表其他线程尝试解锁，解锁失败 主从架构带来的问题

码哥，到这里散播式锁「很完好了」吧，没意象散播式锁这样多门谈。

路还很远，之前分析的场景皆是，锁在「单个」Redis 实例中可能产生的问题，并莫得触及到 Redis 的部署架构细节。

咱们时时使用「Cluster 集群」卤莽「哨兵集群」的模式部署保证高可用。

这两个模式皆是基于「主从架构数据同步复制」终了的数据同步，而 Redis 的主从复制默许是异步的。

咱们试想下如下场景会发生什么问题：

若是客户端 1 刚往 master 节点写入一个散播式锁，此时这个辅导还没来得及同步到 slave 节点。

此时，master 节点宕机，其中一个 slave 被选举为新 master，这时候新 master 是莫得客户端 1 写入的锁，锁丢失了。

此刻，客户端 2 线程来获取锁，就得手了。

天然这个概率极低，然则咱们必须得承认这个风险的存在。

Redis 的作家建议了一种管束决策，叫 Redlock(红锁)

Redis 的作家为了斡旋散播式锁的圭臬，搞了一个 Redlock，算是 Redis 官方对于终了散播式锁的教导圭表，https://redis.io/topics/distlock，然则这个 Redlock 也被外洋的一些散播式大家给喷了。

因为它也不完好，有“短处”。

什么是 Redlock

红锁是不是这个?

泡面吃多了你，Redlock 红锁是为了管束主从架构中锁丢失而建议的一种算法。

Redlock 的决策基于 2 个前提：

不需要部署从库和哨兵实例，只部署主库 但主库要部署多个，官方推选至少 5 个实例，这样不错保证他们不会同期宕机。

也等于说，想用使用 Redlock，你至少要部署 5 个 Redis 实例，而且皆是主库，它们之间莫得任何估计，皆是一个个孤立的实例。

一个客户端要获取锁有 5 个要领：

客户端获取面前时代 T1(毫秒级别); 使用相通的 key和 value规矩尝试从 N个 Redis实例上获取锁。 每个请求皆缔造一个超常常间(毫秒级别)，该超常常间要远小于锁的灵验时代，这样便于快速尝试与下一个实例发送请求。 比如锁的自动开释时代 10s，则请求的超常常间不错缔造 5~50 毫秒内，这样不错驻守客户端永劫期阻难。 客户端获取面前时代 T2 并减去要领 1 的 T1 来筹谋出获取锁所用的时代(T3 = T2 -T1)。当且仅当客户端在大大批实例(N/2 + 1)获取得手，且获取锁所用的总时代 T3 小于锁的灵验时代，才以为加锁得手，不然加锁失败。 若是第 3 步加锁得手，则推行业务逻辑操作分享资源，key 的真实灵验时代等于灵验时代减去获取锁所使用的时代(要领 3 筹谋的斥逐)。 若是因为某些原因，获取锁失败(莫得在至少 N/2+1 个 Redis 实例取到锁卤莽取锁时代照旧卓著了灵验时代)，客户端应该在整个的 Redis 实例上进行解锁(即便某些 Redis 实例根底就莫得加锁得手)。

为什么要部署多个实例并加锁呢?

内容是为了高可用和容错，即使部分实例宕机，大大批实例加锁得手，整个散播式锁做事依然可用。

为啥在第三步要筹谋加锁的累计时代?

因为多个节点加锁，耗时可能会比拟长，采集结可能存在丢包、超时等情景。

即使大大批节点获取锁得手，假如获取锁的总时代照旧卓著锁的灵验时代，这个锁照旧没稀奇旨了。

为什么开释锁要操作整个节点，即使有的节点加锁未得手?

因为有可能客户端在 Redis 实例上加锁得手，仅仅客户端读取反应的时候失败导致客户端以为加锁失败。

为了安全的计帐锁，就需要向每个节点发送开释锁的请求。

Redlock 这样完好?那他管束了 Redis 主从架构节点特地宕机导致锁丢失的问题了么?

事情可没这样浅陋，Redis 作家把这个决策建议后，受到了业界盛名的散播式系统大家的质疑。

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两东谈主好比贤良打架，两东谈主一来一趟论据充足的对一个问题建议好多结论……

由于篇幅原因，对于 两东谈主的争论分析以及 Redssion 对散播式锁的封装以及 Redlock 的终了咱们下期重逢。

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先见后事如何，且听下回剖释…

回归

完工，我建议你合上屏幕，我方在脑子里再行过一遍，每一步皆在作念什么，为什么要作念，管束什么问题。

咱们通盘重新到尾梳理了一遍 Redis 散播式锁中的各式门谈，其实好多点是不论用什么作念散播式锁皆会存在的问题，紧迫的是念念考的过程。

对于系统的联想，每个东谈主的起点皆不一样，莫得完好的架构，莫得普适的架构，然则在完好和普适能均衡的很好的架构，等于好的架构。

对于 Redlock 的争论主要引诱在如下几点：

Redlock 遵循太差、太重，对于栽种遵循的场景下，使用散播式锁，允许锁的偶尔失效，那么使用单 Redis 节点的锁决策就富余了，浅陋而且遵循高。 对于正确性条款高的场景下，它是依赖于时代的，不是一个富余强的算法。Redlock 并莫得保住正确性。