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原来大厂Redis分布式锁都这么设计的!

2024-12-03 11:39

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1 本地锁

常用的即 synchronize 或 Lock 等 JDK 自带的锁,只能锁住当前进程,仅适用于单体架构服务。而在分布式多服务实例场景下必须使用分布式锁。

2 分布式锁

2.1 分布式锁的原理

厕所占坑理论

可同时去一个地方“占坑”:

可通过自旋方式自旋

“占坑”可以去Redis、DB、任何所有服务都能访问的地方。

2.2 分布式锁演进

阶段一

  1. // 占分布式锁,去redis占坑 
  2. Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock""111"); 
  3. if(lock) { 
  4.   //加锁成功... 执行业务 
  5.   Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
  6.   redisTemplate . deletekey"lock");//fHßti 
  7.   return dataF romDb ; 
  8. else { 
  9.   // 加锁失败,重试。synchronized() 
  10.   // 休眠100ms重试 
  11.   // 自旋 
  12.   return getCatalogJsonFromDbwithRedisLock(); 

问题场景

setnx占好了坑,但是业务代码异常或程序在执行过程中宕机,即没有执行成功删除锁逻辑,导致死锁

解决方案:设置锁的自动过期,即使没有删除,会自动删除。

阶段二

  1. // 1. 占分布式锁,去redis占坑 
  2. Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent( "lock""110"
  3. if(lock) { 
  4.   // 加锁成功...执行业务 
  5.    
  6.   // 突然断电 
  7.    
  8.   // 2. 设置过期时间 
  9.   redisTemplate.expire("lock", timeout: 30, TimeUnit.SECONDS) ; 
  10.   Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
  11.   //删除锁 
  12.   redisTemplate. deletekey"lock"); 
  13.   return dataFromDb; 
  14. else { 
  15.   // 加锁失败...重试。synchronized () 
  16.   // 休眠100ms重试 
  17.   // 自旋的方式 
  18.   return getCatalogJsonF romDbWithRedisLock(); 

问题场景

setnx设置好,正要去设置过期时间,宕机,又死锁

解决方案:设置过期时间和占位必须是原子操作。redis支持使用setNxEx命令

阶段三

  1. // 1. 分布式锁占坑 
  2. Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock""110", 300, TimeUnit.SECONDS); 
  3. if(lock)( 
  4.   // 加锁成功,执行业务 
  5.    
  6.   // 2. 设置过期时间,必须和加锁一起作为原子性操作 
  7.   // redisTemplate. expire( "lock", з0, TimeUnit.SECONDS); 
  8.   Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
  9.   // 删除锁 
  10.   redisTemplate.deletekey"lock"
  11.   return dataFromDb; 
  12. else { 
  13.   // 加锁失败,重试 
  14.   // 休眠100ms重试 
  15.   // 自旋 
  16.   return getCatalogJsonFromDbithRedislock() 

阶段四

已经拿到了 lockvalue ,有了 UUID,但是过期了现在!其他人拿到所锁设置了新值,于是 if 后将别人的锁删了!!也就是删除锁不是原子操作。

  1. Map> dataFromDb = getDataFromDb(); 
  2. String lockValue = redisTemplate.opsForValue().get("lock"); 
  3. if(uuid.equals(lockValue)) { 
  4.   // 删除我自己的锁 
  5.   redisTemplate.delete("lock"); 

问题场景

删除锁必须保证原子性。使用redis+Lua脚本。

阶段五

确保加锁/解锁都是原子操作

  1. String script =  
  2.   "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1]  
  3.     then return redis.call('del', KEYS[1])  
  4.   else  
  5.     return 0  
  6.   end"; 

保证加锁【占位+过期时间】和删除锁【判断+删除】的原子性。更难的事情,锁的自动续期。

总结

其实更麻烦的事情,还有锁的自动续期。所以不管是大厂还是中小型公司,我们都是直接选择解决了这些问题的 Redisson!不重复造轮子,但也要知道该框架到底解决了哪些问题,方便我们遇到问题时也能快速排查定位。

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来源:JavaEdge内容投诉

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