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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] thenreturn redis.call("del",KEYS[1])
elsereturn 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 |
七、最佳实践
- 始终为锁设置合理的过期时间
- 使用唯一标识（UUID/线程ID）作为锁值
- 释放锁前验证持有者身份
- 考虑使用成熟的客户端（如Redisson）而非自己实现
- 重要业务实现锁续期机制
Redis分布式锁在大多数场景下能很好工作，但对于对可靠性要求极高的场景，建议考虑Zookeeper或etcd等强一致性协调服务实现的分布式锁。