Redis 第四篇 分布锁的实现及Lua脚本+原生代码实现

上一篇介绍了Redission，提到Redissiond在分布式锁上的运用，非常简单，便捷，但Redission本身是封装好的框架，这节探索一下Redis简单的底层分布式锁的实现（Redission的封装远复杂与这个，这里仅做底层的逻辑理解和分析）

需解决问题：保证同一时间只有一个客户端可以对共享资源进行操作

案例：优惠券领劵限制张数、商品库存超卖，这里以优惠券领取为案例

核心：

• 为了防止分布式系统中的多个进程之间相互干扰，需要一种分布式协调技术来对进程进行调度
• 利用互斥机制来控制共享资源的访问，这就是分布式锁要解决的问题

设计分布式锁应该考虑的东西：

• 排他性
  • 在分布式应用集群中，同一个方法在同一时间只能被一台机器上的一个线程执行
• 容错性
  • 分布式锁一定能得到释放，比如客户端奔溃或者网络中断
• 满足可重入、高性能、高可用
• 注意分布式锁的开销、锁粒度

Redis分布式锁官方文档：http://www.redis.cn/commands.html#string

RedisTemplate在加锁时提供了setifabsent方法，在防止死锁时提供了expire设置过期时间，但还是在部分细节上存在问题。

1.锁的误删：锁设置过期时间30ms，线程A拿到锁并共运行了40ms，业务超时，在释放锁的时候，把目前锁的持有者线程B的锁释放了

解决方案：设置锁的标识

2.时间差问题：多个命令之间不是原子性操作，setifabsent成功，但执行设置expire时失败（或宕机），导致死锁

解决方案：使用原子指令redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(“seckill_1”,“success”,30,TimeUnit.MILLISECONDS)

相对完美的解决方案：

• 加锁+配置过期时间：保证原子性操作
• 解锁: 防止误删除、也要保证原子性操作

加锁使用setIfAbsent可以保证原子性，那解锁使用 判断和删除怎么保证原子性

下面提供分布式锁lua脚本+redis原生代码解决方案

/**
* 原生分布式锁 开始
* 1、原子加锁 设置过期时间，防止宕机死锁
* 2、原子解锁：需要判断是不是自己的锁
*/
@RestController
@RequestMapping("/api/v1/coupon")
public class CouponController {

    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;


    @GetMapping("add")
    public JsonData saveCoupon(@RequestParam(value = "coupon_id",required = true) int couponId){

        //加入防止其他线程误删
        String uuid = UUID.randomUUID().toString();

        String lockKey = "lock:coupon:"+couponId;

        lock(couponId,uuid,lockKey);

        return JsonData.buildSuccess();

    }

    private void lock(int couponId,String uuid,String lockKey){

        //lua脚本（可固定写法）
        String script = "if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del',KEYS[1]) else return 0 end";

        Boolean nativeLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey,uuid,Duration.ofSeconds(30));
        System.out.println(uuid+"加锁状态:"+nativeLock);
        if(nativeLock){
            //加锁成功

            try{
                //TODO 做相关业务逻辑(自定义)
                TimeUnit.SECONDS.sleep(10L);

            } catch (InterruptedException e) {

            } finally {
                //解锁
                Long result = redisTemplate.execute( new DefaultRedisScript<>(script,Long.class),Arrays.asList(lockKey),uuid);
                System.out.println("解锁状态:"+result);

            }

        }else {
            //自旋操作
            try {
                System.out.println("加锁失败，睡眠5秒 进行自旋");
                TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(5000);
            } catch (InterruptedException e) { }

            //睡眠一会再尝试获取锁
            lock(couponId,uuid,lockKey);
        }
    }

}