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Redis（71）如何确保Redis分布式锁的可靠性？

news 2025/10/20 7:43:56

要确保 Redis 分布式锁的可靠性，需要综合考虑多个方面，包括锁的获取和释放的原子性、超时机制、锁的续约、以及在 Redis 集群环境下的容错处理。下面我们将详细探讨这些方面，并提供相应的代码示例。

确保可靠性的关键点

原子性操作：
- 使用 Redis 的 SET 命令结合 NX 和 PX 参数可以确保锁的获取是原子的。
- 使用 Lua 脚本可以确保锁的释放是原子的。
超时机制：
- 设置锁的过期时间，防止死锁。
锁的续约：
- 如果需要保持锁更长时间，可以实现锁的续约机制，以防止锁在持有过程中因超时而过期。
容错处理：
- 使用 Redis 集群或 Redis Sentinel 来提供高可用性。

代码实现

下面是一个结合上述关键点的可靠性方案示例，使用 Java 和 Jedis 库。

Maven 依赖

<dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId><version>4.0.1</version>
</dependency>

Redis 分布式锁实现

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.params.SetParams;public class RedisDistributedLock {private Jedis jedis;private String lockKey;private String lockValue;private int expireTime;private volatile boolean locked = false;public RedisDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, int expireTime) {this.jedis = jedis;this.lockKey = lockKey;this.expireTime = expireTime;this.lockValue = String.valueOf(Thread.currentThread().getId());}public boolean acquireLock() {SetParams params = new SetParams().nx().px(expireTime);String result = jedis.set(lockKey, lockValue, params);if ("OK".equals(result)) {locked = true;return true;}return false;}public boolean releaseLock() {if (!locked) {return false;}String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +"return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";Object result = jedis.eval(luaScript, 1, lockKey, lockValue);boolean released = result.equals(1L);if (released) {locked = false;}return released;}public boolean renewLock() {String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +"return redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]) else return 0 end";Object result = jedis.eval(luaScript, 1, lockKey, lockValue, String.valueOf(expireTime));return result.equals(1L);}
}

使用示例

public class TestDistributedLock {public static void main(String[] args) {Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);String lockKey = "distributed_lock";RedisDistributedLock lock = new RedisDistributedLock(jedis, lockKey, 10000); // 10秒超时if (lock.acquireLock()) {try {System.out.println("Lock acquired, performing critical operations.");// 执行需要同步的操作performCriticalOperation(lock);} finally {boolean released = lock.releaseLock();if (released) {System.out.println("Lock released.");} else {System.out.println("Failed to release lock.");}}} else {System.out.println("Failed to acquire lock.");}jedis.close();}private static void performCriticalOperation(RedisDistributedLock lock) {try {for (int i = 0; i < 5; i++) {System.out.println("Performing operation...");Thread.sleep(2000); // 模拟业务逻辑处理// 每次睡眠2秒后续约一次锁if (!lock.renewLock()) {System.out.println("Failed to renew lock, operation may be interrupted.");break;}}} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

深入解释

原子性操作：

acquireLock 方法中，使用了 SETNX 和 PX 参数来确保锁的获取是原子的，并且设置了过期时间：

SetParams params = new SetParams().nx().px(expireTime);
String result = jedis.set(lockKey, lockValue, params);

releaseLock 方法中，使用 Lua 脚本确保只有持有锁的客户端才能释放锁：

String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +"return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
Object result = jedis.eval(luaScript, 1, lockKey, lockValue);

超时机制：
- 在 acquireLock 方法中，通过 PX 参数设置了锁的过期时间，防止死锁。

锁的续约：

在 renewLock 方法中，通过 Lua 脚本延长锁的有效期：

String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +"return redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]) else return 0 end";
Object result = jedis.eval(luaScript, 1, lockKey, lockValue, String.valueOf(expireTime));