Redis分布式鎖解決多進程/多線程下單個進程/單個線程運行

作者：lightcity 2021-09-10 21:25:43

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Redis 最近，有兩臺容器，當程序運行時，會發(fā)送多份通知，那么需要保證同一時刻只有一個進程(一臺容器)來運行，此時用分布式鎖解決該問題。

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1.導語

在業(yè)務開發(fā)中像訂單寫入，一般需要單線程來保證訂單寫入數(shù)據(jù)庫，防止數(shù)據(jù)多次被插入。

最近，有兩臺容器，當程序運行時，會發(fā)送多份通知，那么需要保證同一時刻只有一個進程(一臺容器)來運行，此時用分布式鎖解決該問題。

業(yè)界也有許多解決這種方案，這里以redis分布式鎖來解決。

簡單來說就是采用golang redis庫實現(xiàn)下面方案即可。

2.redis的分布式鎖實現(xiàn)

2.1 setnx+expire

setnx key value，將key設置為value，當鍵不存在時，才能成功，若鍵存在，什么也不做，成功返回1，失敗返回0。

SETNX實際上就是SET IF NOT Exists的縮寫。

  
 
 

   
  
  
setnx key val 
   
  
  
expire key seconds 
  
 
 

但是，上述兩個操作不具有原子性，如果執(zhí)行完第一條指令應用異常或者重啟了，鎖將無法過期。

2.2 lua腳本

既然是原子性無法保證，那就采用執(zhí)行l(wèi)ua腳本的原子性，將上述兩個操作封裝到lua腳本中便可以實現(xiàn)。

  
 
 

   
  
  
if redis.call('setnx',KEYS[1],ARGV[1]) == 1 then 
   
  
  
   redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2]) 
   
  
  
else 
   
  
  
   return 0 
   
  
  
end; 
  
 
 

2.3 攜帶TTL的set

從 Redis 2.6.12 版本開始， SET 命令的行為可以通過一系列參數(shù)來修改。

  
 
 

   
  
  
SET key value [EX seconds]  
   
  
  
[PX milliseconds] [NX|XX] 
  
 
 

將字符串值 value 關聯(lián)到 key 。

如果 key 已經(jīng)持有其他值， SET 就覆寫舊值，無視類型。

對于某個原本帶有生存時間(TTL)的鍵來說， 當 SET 命令成功在這個鍵上執(zhí)行時， 這個鍵原有的 TTL 將被清除。

• EX second ：設置鍵的過期時間為 second 秒。SET key value EX second 效果等同于 SETEX key second value 。
• PX millisecond ：設置鍵的過期時間為 millisecond 毫秒。SET key value PX millisecond 效果等同于 PSETEX key millisecond value 。
• NX ：只在鍵不存在時，才對鍵進行設置操作。SET key value NX 效果等同于 SETNX key value 。
• XX ：只在鍵已經(jīng)存在時，才對鍵進行設置操作。

直接使用可能存在如下問題：

• 超時解鎖導致并發(fā)

例如：如果線程 A 成功獲取鎖并設置過期時間 30 秒，但線程 A 執(zhí)行時間超過了 30 秒，鎖過期自動釋放，此時線程 B 獲取到了鎖，線程 A 和線程 B 并發(fā)執(zhí)行。

A、B 兩個線程發(fā)生并發(fā)顯然是不被允許的，一般有兩種方式解決該問題：

解決方案：1)確保代碼在過期時間之前釋放。2)為獲取鎖的線程增加守護線程，為將要過期但未釋放的鎖增加有效時間。

鎖被別的線程誤刪除。

例如：如果線程 A 成功獲取到了鎖，并且設置了過期時間 30 秒，但線程 A 執(zhí)行時間超過了 30 秒，鎖過期自動釋放，此時線程 B 獲取到了鎖;隨后 A 執(zhí)行完成，線程 A 使用 DEL 命令來釋放鎖，但此時線程 B 加的鎖還沒有執(zhí)行完成，線程 A 實際釋放的線程 B 加的鎖。

解決方案是：通過在 value 中設置當前線程加鎖的標識，在刪除之前驗證 key 對應的 value 判斷鎖是否是當前線程持有?？缮梢粋€ UUID 標識當前線程，使用 lua 腳本做驗證標識和解鎖操作。

學習文章：

https://xiaomi-info.github.io/2019/12/17/redis-distributed-lock/

https://zhuanlan.zhihu.com/p/115848078

當前題目：Redis分布式鎖解決多進程/多線程下單個進程/單個線程運行
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