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Redis分布式锁详解

news 2025/7/10 17:40:17

Redis分布式锁详解

分布式锁是在分布式系统中实现互斥访问共享资源的重要机制。Redis因其高性能和原子性操作特性，常被用来实现分布式锁。

一、基础实现方案

1. SETNX + EXPIRE方案（基本版）

# 加锁
SETNX lock_key unique_value  # 设置唯一标识
EXPIRE lock_key 10          # 设置过期时间

# 解锁
DEL lock_key                # 删除键

问题：

非原子性操作（SETNX和EXPIRE分开执行可能失败）
可能误删其他客户端的锁

2. SET扩展命令方案（推荐）

# 原子性加锁
SET lock_key unique_value NX PX 10000  # NX表示不存在才设置，PX设置毫秒级过期时间

# 解锁(Lua脚本保证原子性)
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end

优势：

原子性加锁
设置过期时间防止死锁
通过唯一值避免误删

二、Redlock算法（多节点版）

当需要更高可靠性时，Redis作者提出的Redlock算法：

获取当前时间（毫秒）
依次尝试从N个独立的Redis节点获取锁
计算获取锁总耗时（小于锁过期时间）
当从多数节点(N/2+1)获取成功，且总耗时小于锁有效时间，才认为加锁成功
若失败，向所有节点发起解锁请求

三、Java实现示例（Redisson）

// 1. 获取锁对象
RLock lock = redissonClient.getLock("myLock");

try {
    // 2. 尝试加锁（参数：等待时间，锁自动释放时间，时间单位）
    boolean isLocked = lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS);
    
    if (isLocked) {
        // 3. 执行业务代码
        doBusiness();
    }
} finally {
    // 4. 释放锁
    lock.unlock();
}

四、关键问题与解决方案

1. 锁续期（Watchdog机制）

问题：业务执行时间超过锁过期时间
方案：Redisson的看门狗会定期（默认10秒）检查并延长锁时间

2. 可重入性

方案：使用计数器记录重入次数（Redisson已实现）

3. 锁等待与公平性

方案：

实现锁等待队列
使用Redis的List结构模拟队列

4. 主从切换问题

问题：主节点崩溃可能导致锁丢失
方案：

使用Redlock多节点方案
或使用Redis的WAIT命令确保数据同步

五、生产环境建议

锁命名规范：业务:资源:操作 如 order:123:pay
超时时间设置：
- 不宜过短（业务未完成锁已释放）
- 不宜过长（系统故障时恢复慢）
监控指标：
- 锁获取成功率
- 平均持有时间
- 等待队列长度
降级方案：Redis不可用时切换本地锁或数据库锁

六、与其他方案对比

方案	优点	缺点	适用场景
Redis锁	性能高、实现简单	可靠性依赖Redis	大多数分布式场景
Zookeeper锁	可靠性高	性能较低	强一致性要求场景
数据库锁	无需额外组件	性能差、有死锁风险	简单场景