Redis的分布式锁如何使用和代码示例_Redis

在分布式系统中，分布式锁是一种关键的工具，用于确保多个进程在不同机器上能够安全地访问共享资源。redis 提供了一种简单且高效的方式来实现分布式锁。以下是如何使用 redis 实现分布式锁的详细介绍和代码示例。

1. 分布式锁的基本原理

redis 分布式锁的基本原理是使用 redis 的 set 命令来尝试设置一个键，如果该键不存在，则表示获取锁成功。为了防止死锁，需要为锁设置过期时间。

2. 使用 jedis 实现 redis 分布式锁

以下是使用 jedis 客户端在 java 中实现 redis 分布式锁的完整示例。

依赖添加

在你的 maven 项目中添加 jedis 依赖：

<dependency>
    <groupid>redis.clients</groupid>
    <artifactid>jedis</artifactid>
    <version>3.7.0</version>
</dependency>

分布式锁实现类

下面是一个简单的 redis 分布式锁实现类：

import redis.clients.jedis.jedis;
import redis.clients.jedis.params.setparams;
public class redisdistributedlock {
    private final jedis jedis;
    private final string lockkey;
    private final long expiretime;
    public redisdistributedlock(jedis jedis, string lockkey, long expiretime) {
        this.jedis = jedis;
        this.lockkey = lockkey;
        this.expiretime = expiretime;
    }
    public boolean acquirelock(string lockvalue) {
        setparams params = new setparams().nx().px(expiretime);
        string result = jedis.set(lockkey, lockvalue, params);
        return "ok".equals(result);
    }
    public boolean releaselock(string lockvalue) {
        string script = "if redis.call('get', keys[1]) == argv[1] then " +
                        "return redis.call('del', keys[1]) " +
                        "else return 0 end";
        object result = jedis.eval(script, 1, lockkey, lockvalue);
        return "1".equals(result.tostring());
    }
    public static void main(string[] args) {
        try (jedis jedis = new jedis("localhost", 6379)) {
            string lockkey = "mylock";
            string lockvalue = "myuniquevalue";
            long expiretime = 30000; // 30 seconds
            redisdistributedlock lock = new redisdistributedlock(jedis, lockkey, expiretime);
            // acquire lock
            if (lock.acquirelock(lockvalue)) {
                system.out.println("lock acquired!");
                // do your critical section work here
                // release lock
                if (lock.releaselock(lockvalue)) {
                    system.out.println("lock released!");
                } else {
                    system.out.println("failed to release lock!");
                }
            } else {
                system.out.println("failed to acquire lock!");
            }
        }
    }
}

3. 详细解释

acquirelock 方法：该方法尝试获取锁。使用 set 命令和 nx（仅当键不存在时设置）和 px（设置过期时间）参数来确保设置锁时的原子性。返回 true 表示获取锁成功，返回 false 表示获取锁失败。
releaselock 方法：该方法释放锁。使用 lua 脚本来确保释放锁的原子性，确保只有持有锁的客户端才能释放锁。lua 脚本检查当前锁的值是否与传入的值匹配，如果匹配则删除锁。

4. 注意事项

锁的过期时间：确保锁的过期时间足够长，可以覆盖所有可能的操作时间，但也不能太长，以防止死锁。
唯一标识：确保每个客户端设置的 lockvalue 唯一，这样可以确保只有持有锁的客户端才能释放锁。
容错处理：在实际应用中，还需要考虑网络分区、redis 故障等情况，可以使用 redlock 算法来增强可靠性。

5. 使用 redlock 算法

redlock 是 redis 提供的一种分布式锁算法，旨在提高分布式环境下锁的可靠性。其基本思想是在多个独立的 redis 实例上尝试获取锁，以提高容错性。

以下是使用 redlock 算法的实现示例：

import redis.clients.jedis.jedis;
import redis.clients.jedis.jedispool;
import redis.clients.jedis.params.setparams;
import java.util.arrays;
import java.util.list;
import java.util.uuid;
public class redisredlock {
    private final list<jedispool> jedispools;
    private final long expiretime;
    private final long retrydelay;
    private final int retrycount;
    public redisredlock(list<jedispool> jedispools, long expiretime, long retrydelay, int retrycount) {
        this.jedispools = jedispools;
        this.expiretime = expiretime;
        this.retrydelay = retrydelay;
        this.retrycount = retrycount;
    }
    public string acquirelock(string lockkey) {
        string lockvalue = uuid.randomuuid().tostring();
        int n = jedispools.size();
        int quorum = n / 2 + 1;
        for (int i = 0; i < retrycount; i++) {
            int count = 0;
            long starttime = system.currenttimemillis();
            for (jedispool pool : jedispools) {
                try (jedis jedis = pool.getresource()) {
                    setparams params = new setparams().nx().px(expiretime);
                    string result = jedis.set(lockkey, lockvalue, params);
                    if ("ok".equals(result)) {
                        count++;
                    }
                }
            }
            long elapsedtime = system.currenttimemillis() - starttime;
            if (count >= quorum && elapsedtime <= expiretime) {
                return lockvalue;
            } else {
                for (jedispool pool : jedispools) {
                    try (jedis jedis = pool.getresource()) {
                        if (lockvalue.equals(jedis.get(lockkey))) {
                            jedis.del(lockkey);
                        }
                    }
                }
            }
            try {
                thread.sleep(retrydelay);
            } catch (interruptedexception e) {
                thread.currentthread().interrupt();
            }
        }
        return null;
    }
    public boolean releaselock(string lockkey, string lockvalue) {
        string script = "if redis.call('get', keys[1]) == argv[1] then " +
                        "return redis.call('del', keys[1]) " +
                        "else return 0 end";
        boolean success = false;
        for (jedispool pool : jedispools) {
            try (jedis jedis = pool.getresource()) {
                object result = jedis.eval(script, arrays.aslist(lockkey), arrays.aslist(lockvalue));
                if ("1".equals(result.tostring())) {
                    success = true;
                }
            }
        }
        return success;
    }
    public static void main(string[] args) {
        list<jedispool> jedispools = arrays.aslist(
                new jedispool("localhost", 6379),
                new jedispool("localhost", 6380),
                new jedispool("localhost", 6381)
        );
        long expiretime = 30000; // 30 seconds
        long retrydelay = 200; // 200 milliseconds
        int retrycount = 3;
        redisredlock redlock = new redisredlock(jedispools, expiretime, retrydelay, retrycount);
        string lockkey = "mylock";
        string lockvalue = redlock.acquirelock(lockkey);
        if (lockvalue != null) {
            system.out.println("lock acquired!");
            // do your critical section work here
            if (redlock.releaselock(lockkey, lockvalue)) {
                system.out.println("lock released!");
            } else {
                system.out.println("failed to release lock!");
            }
        } else {
            system.out.println("failed to acquire lock!");
        }
    }
}