C#實現(xiàn)Redis的分布式鎖

更新時間：2021年08月04日 09:50:04 作者：閑僧

我們在開發(fā)很多業(yè)務場景會使用到鎖，例如庫存控制，抽獎等。分布式與單機情況下最大的不同在于其不是多線程而是多進程。本文就來介紹一下，感興趣的可以了解一下

Redis實現(xiàn)分布式鎖（悲觀鎖/樂觀鎖）

對鎖的概念和應用場景在此就不闡述了，網(wǎng)上搜索有很多解釋，只是我搜索到的使用C#利用Redis的SetNX命令實現(xiàn)的鎖雖然能用，但是都不太適合我需要的場景。

Redis有三個最基本屬性來保證分布式鎖的有效實現(xiàn)：

安全性：互斥，在任何時候，只有一個客戶端能持有鎖。
活躍性A：沒有死鎖，即使客戶端在持有鎖的時候崩潰，最后也會有其他客戶端能獲得鎖，超時機制。
活躍性B：故障容忍，只有大多數(shù)Redis節(jié)點時存活的，客戶端仍可以獲得鎖和釋放鎖。

基于ServiceStack.Redis寫了一個幫助類

Redis連接池

        public static PooledRedisClientManager RedisClientPool = CreateManager();

        private static PooledRedisClientManager CreateManager()
        {
            var redisHosts = System.Configuration.ConfigurationManager.AppSettings["redisHosts"];
            if (string.IsNullOrEmpty(redisHosts))
            {
                throw new Exception("AppSetting redisHosts no found");
            }

            string[] redisHostarr = redisHosts.Split(new string[] { ",", "，" }, StringSplitOptions.RemoveEmptyEntries);

            return new PooledRedisClientManager(redisHostarr, redisHostarr, new RedisClientManagerConfig
            {
                MaxWritePoolSize = 1000,
                MaxReadPoolSize = 1000,
                AutoStart = true,
                DefaultDb = 0
            });
        }

使用Redis的SetNX命令實現(xiàn)加鎖，

        /// <summary>
        /// 加鎖
        /// </summary>
        /// <param name="key">鎖key</param>
        /// <param name="selfMark">自己標記</param>
        /// <param name="lockExpirySeconds">鎖自動過期時間[默認10]（s）</param>
        /// <param name="waitLockMilliseconds">等待鎖時間（ms）</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool Lock(string key, out string selfMark, int lockExpirySeconds = 10, long waitLockMilliseconds = long.MaxValue)
        {
            DateTime begin = DateTime.Now;
            selfMark = Guid.NewGuid().ToString("N");//自己標記,釋放鎖時會用到,自己加的鎖除非過期否則只能自己打開
            using (RedisClient redisClient = (RedisClient)RedisClientPool.GetClient())
            {
                string lockKey = "Lock:" + key;
                while (true)
                {
                    string script = string.Format("if redis.call('SETNX', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then redis.call('PEXPIRE',KEYS[1],{0}) return 1 else return 0 end", lockExpirySeconds * 1000);
                    //循環(huán)獲取取鎖
                    if (redisClient.ExecLuaAsInt(script, new[] { lockKey }, new[] { selfMark }) == 1)
                    {
                        return true;
                    }

                    //不等待鎖則返回
                    if (waitLockMilliseconds == 0)
                    {
                        break;
                    }

                    //超過等待時間，則不再等待
                    if ((DateTime.Now - begin).TotalMilliseconds >= waitLockMilliseconds)
                    {
                        break;
                    }
                    Thread.Sleep(100);
                }

                return false;
            }
        }

因為ServiceStack.Redis提供的SetNX方法，并沒有提供設置過期時間的方法，對于加鎖業(yè)務又不能分開執(zhí)行(如果加鎖成功設置過期時間失敗導致的永久死鎖問題)，所以就使用腳本實現(xiàn)，解決了異常情況死鎖問題.

參數(shù)key：鎖的key
參數(shù)selfMark：在設置鎖的時候會產(chǎn)生一個自己的標識，在釋放鎖的時候會用到，所謂解鈴還須系鈴人。防止鎖被誤釋放，導致鎖無效.
參數(shù)lockExpirySeconds：鎖的默認過期時間，防止被永久死鎖.
參數(shù)waitLockMilliseconds：循環(huán)獲取鎖的等待時間.

如果設置為0，為樂觀鎖機制，獲取不到鎖，直接返回未獲取到鎖.
默認值為long最大值，為悲觀鎖機制，約等于很多很多天，可以理解為一直等待.

釋放鎖

        /// <summary>
        /// 釋放鎖
        /// </summary>
        /// <param name="key">鎖key</param>
        /// <param name="selfMark">自己標記</param>
        public void UnLock(string key, string selfMark)
        {
            using (RedisClient redisClient = (RedisClient)RedisClientPool.GetClient())
            {
                string lockKey = "Lock:" + key;
                var script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
                redisClient.ExecLuaAsString(script, new[] { lockKey }, new[] { selfMark });
            }
        }

參數(shù)key:鎖的key
參數(shù)selfMark：在設置鎖的時候返回的自己標識，用來解鎖自己加的鎖（此值不能隨意傳，必須是加鎖時返回的值）

調用方式

悲觀鎖方式

            int num = 10;
            string lockkey = "xianseng";

            //悲觀鎖開啟20個人同時拿寶貝
            for (int i = 0; i < 20; i++)
            {
                Task.Run(() =>
                {
                    string selfmark = "";
                    try
                    {
                        if (PublicLockHelper.Lock(lockkey, out selfmark))
                        {
                            if (num > 0)
                            {
                                num--;
                                Console.WriteLine($"我拿到了寶貝：寶貝剩余{num}個\t\t{selfmark}");
                            }
                            else
                            {
                                Console.WriteLine("寶貝已經(jīng)沒有了");
                            }
                            Thread.Sleep(100);
                        }
                    }
                    finally
                    {
                        PublicLockHelper.UnLock(lockkey, selfmark);
                    }
                });
            }

樂觀鎖方式

            int num = 10;
            string lockkey = "xianseng";

            //樂觀鎖開啟10個線程，每個線程拿5次
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                Task.Run(() =>
                {
                    for (int j = 0; j < 5; j++)
                    {
                        string selfmark = "";
                        try
                        {
                            if (PublicLockHelper.Lock(lockkey, out selfmark, 10, 0))
                            {
                                if (num > 0)
                                {
                                    num--;
                                    Console.WriteLine($"我拿到了寶貝：寶貝剩余{num}個\t\t{selfmark}");
                                }
                                else
                                {
                                    Console.WriteLine("寶貝已經(jīng)沒有了");
                                }

                                Thread.Sleep(1000);
                            }
                            else
                            {
                                Console.WriteLine("沒有拿到，不想等了");
                            }
                        }
                        finally
                        {
                            PublicLockHelper.UnLock(lockkey, selfmark);
                        }
                    }
                });
            }

單機只能用多線模擬使用分布式鎖了

此鎖已經(jīng)可以滿足大多數(shù)場景了，若有不妥，還請多多指出，以免誤別人！

（次方案不支持Redis集群，Redis集群不能調用腳本執(zhí)行）

到此這篇關于C#實現(xiàn)Redis的分布式鎖的文章就介紹到這了,更多相關C# Redis分布式鎖內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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