分布式Redis的分布式鎖Redlock

作者：Java開發(fā)交流 2019-06-19 15:40:06

開發(fā)

后端

其他數(shù)據(jù)庫

分布式

分布式

Redis 之前自己在用redis來實(shí)現(xiàn)分布式鎖的時(shí)候都是基于單個(gè)Redis實(shí)例，也就是說Redis本身是有單點(diǎn)故障的，Redis的官方文檔介紹了一種"自認(rèn)為"合理的算法，Redlock來實(shí)現(xiàn)分布式Redis下的分布式鎖。

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引言

之前自己在用redis來實(shí)現(xiàn)分布式鎖的時(shí)候都是基于單個(gè)Redis實(shí)例，也就是說Redis本身是有單點(diǎn)故障的，Redis的官方文檔介紹了一種"自認(rèn)為"合理的算法，Redlock來實(shí)現(xiàn)分布式Redis下的分布式鎖。

Martin Kleppmann寫了一篇文章分析Redlock。然后redis的作者寫了一篇反駁的文章這里。加油。

Redlock實(shí)現(xiàn)庫

• Java Redisson Star 9458
• C# RedLock.net Star 259
• Go redsync.go Star 249

雖然后面的算法是一樣的，不過這個(gè)點(diǎn)贊數(shù)確實(shí)服。

單點(diǎn)Redis鎖

先簡(jiǎn)單回顧一下單點(diǎn)的Redis鎖是怎么實(shí)現(xiàn)的。

獲取鎖

  
 
 
 

   
  
  
  
SET resource_name my_random_value NX PX 30000
  
 
 
 

客戶端A在Redis上設(shè)置一個(gè)特定的鍵值對(duì)，同時(shí)給一個(gè)超時(shí)時(shí)間(避免死鎖)。其他客戶端在訪問的時(shí)候先看看這個(gè)key是否已經(jīng)存在，并且值等于my_random_value。如果已存在就等待，否則就獲取成功，執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼。resource_name和my_random_value是所有客戶端都知道并且共享的。

釋放鎖

  
 
 
 

   
  
  
  
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call("del",KEYS[1])else return 0end
  
 
 
 

對(duì)比key獲取到的對(duì)應(yīng)的value是否相等，如果相等，就刪除(釋放)，否則就返回失敗。

之前也寫過一篇文章。

單點(diǎn)Redis鎖的缺陷

這個(gè)缺陷其實(shí)很明顯，如果只有一個(gè)Redis實(shí)例，這個(gè)掛了，所有依賴他的服務(wù)都掛了。顯然不太適合大型的應(yīng)用。

簡(jiǎn)單的Redis主從架構(gòu)碰到的問題

為了避免單點(diǎn)故障，我們給Redis做一個(gè)Master/Slave的主從架構(gòu)，一個(gè)Master，一臺(tái)Slave。下面就會(huì)碰到這么一個(gè)問題。下面是使用場(chǎng)景。

1. 客戶端A在Master上獲取到一個(gè)鎖。
2. Master把這個(gè)數(shù)據(jù)同步到Slave的時(shí)候掛了(因?yàn)镸aster和Slave之間同步是異步的)。
3. Slave變成了Master。
4. 客戶端B通過相同的key，和value獲取到鎖。分布式鎖失效

Redlock算法

假設(shè)我們有N(假設(shè)5)個(gè)Redis master實(shí)例，所有節(jié)點(diǎn)相互獨(dú)立，并且業(yè)務(wù)系統(tǒng)也是單純的調(diào)用，并沒有什么其他的類似消息重發(fā)之類的輔助系統(tǒng)。下面來模擬一下算法：

       1.客戶端獲取服務(wù)器當(dāng)前的的時(shí)間t0，毫秒數(shù)。

        2.使用相同的key和value依次向5個(gè)實(shí)例獲取鎖?？蛻舳嗽讷@取鎖的時(shí)候自身設(shè)置一個(gè)遠(yuǎn)小于業(yè)務(wù)鎖需要的持續(xù)時(shí)間的超時(shí)時(shí)間。舉個(gè)例子，假設(shè)鎖需要10秒，超時(shí)時(shí)間可以設(shè)置成比如5-50毫秒。這個(gè)避免某個(gè)Redis本身已經(jīng)掛了，但是客戶端一直在嘗試獲取鎖的情況。超時(shí)了之后就直接跳到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

        3.客戶端通過當(dāng)前時(shí)間(t1)減去t0，計(jì)算獲取鎖所消耗的時(shí)間t2(=t1-t0)。只有t2小于鎖的業(yè)務(wù)有效時(shí)間(也就是第二步的10秒)，并且，客戶端在至少3(5/2+1)臺(tái)上獲取到鎖我們才認(rèn)為鎖獲取成功。

        4.如果鎖已經(jīng)獲取，那么鎖的業(yè)務(wù)有效時(shí)間為10s-t2。

        5.如果客戶端沒有獲取到鎖，可能是沒有在大于等于N/2+1個(gè)實(shí)例上獲取鎖，也可能是有效時(shí)間(10s-t2)為負(fù)數(shù)，我們就嘗試去釋放鎖，即使是并沒有在那個(gè)節(jié)點(diǎn)上獲取到。

鎖的釋放

釋放比較簡(jiǎn)單，直接刪除所有實(shí)例上對(duì)應(yīng)的key就好。喜歡文章的可以點(diǎn)個(gè)關(guān)注喲，感謝你的閱讀!

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