Redis分布式鎖的幾種實現(xiàn)方法

更新時間：2025年04月16日 08:25:21 作者：今天多喝熱水

本文主要介紹了Redis分布式鎖的幾種實現(xiàn)方法,文中通過示例代碼介紹的非常詳細,對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值,需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

// 設置鍵myKey的值為myValue，并且該鍵在10秒后過期
SET myKey myValue EX 10
// 設置鍵myKey的值為myValue，并且該鍵在1000毫秒（1秒）后過期
SET myKey myValue PX 1000
// 指定key過期時間，單位是秒，過期后自動刪除
EXPIRE key_name second_num
// 指定key過期時間，單位是毫秒，過期后自動刪除
PEXPIRE key_name millisecond_num

// 返回key過期時間
TTL key_name 

SET key value	 //設置鍵key的值為value
SETNX key value	 //只有在鍵key不存在的情況下，將key的值設置為value
SETEX key seconds value	 //將鍵key的值設置為value，并且超時時間為seconds秒
PSETEX key milliseconds value  //將鍵key的值設置為value，并且超時時間為milliseconds毫秒

一、基礎方案：SETNX命令實現(xiàn)

public class SimpleRedisLock {
    private Jedis jedis;
    private String lockKey;

    public SimpleRedisLock(Jedis jedis, String lockKey) {
        this.jedis = jedis;
        this.lockKey = lockKey;
    }
    public boolean tryLock() {
        Long result = jedis.setnx(lockKey, "locked");
        if (result == 1) {
            jedis.expire(lockKey, 30); // 設置過期時間
            return true;
        }
        return false;
    }
    public void unlock() {
        jedis.del(lockKey);
    }
}

// 使用示例
Jedis jedis = new Jedis("localhost");
SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock(jedis, "order_lock");
try{
    if(lock.tryLock()){
    // 業(yè)務邏輯
    }
} finally {
    lock.unlock();
}

問題分析：

非原子操作：setnx和expire非原子操作，可能產生死鎖
鎖誤刪：任何客戶端都可以刪除鎖
不可重入：同一線程重復獲取會失敗

二、改進方案：原子SET命令

public class AtomicRedisLock {
    private Jedis jedis;
    private String lockKey;
    private String clientId;

    public SimpleRedisLock(Jedis jedis, String lockKey) {
        this.jedis = jedis;
        this.lockKey = lockKey;
        this.clientId = UUID.randomUUID().toString();
    }
    public boolean tryLock(int expireSeconds) {
        String result = jedis.set(lockKey, clientId, SetParams.setParams().nx().ex(expireSeconds));
        return "OK".equals(result);
    }
    public boolean unlock() {
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                "return redis.call('del', KEYS[1]) " +
                "else return 0 end";
        Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(clientId));
        return result.equals(1L);
    }
}

// 使用示例
Jedis jedis = new Jedis("localhost");
AtomicRedisLock lock = new AtomicRedisLock(jedis, "payment_lock");
try{
    if(lock.tryLock(30)){
    // 業(yè)務邏輯
    }
} finally {
    lock.unlock();
}

核心改進：

使用原子SET命令：SET key value NX EX
Lua腳本保證刪除原子性
客戶端唯一標識防止誤刪

仍然存在的問題：

鎖續(xù)期困難
單點故障風險
業(yè)務超時可能導致鎖失效

三、高可用方案：RedLock算法

public class RedLock {
    pprivate List<Jedis> jedisList;
    private String lockKey;
    private String clientId;
    private int quorum;

    public RedLock(List<Jedis> jedisList, String lockKey) {
        this.jedisList = jedisList;
        this.lockKey = lockKey;
        this.clientId = UUID.randomUUID().toString();
        this.quorum = jedisList.size() / 2 + 1;
    }
    public boolean tryLock(int expireMillis) {
        long startTime = System.currentTimeMillis();
        // 第一階段：嘗試獲取多數節(jié)點鎖
        int successCount = 0;
        for (Jedis jedis : jedisList) {
            if (tryAcquire(jedis, expireMillis)) {
                successCount++;
            }
            if ((System.currentTimeMillis() - startTime) > expireMillis) {
                break;
            }
        }
        // 第二階段：驗證鎖有效性
        if (successCount >= quorum) {
            long validityTime = expireMillis - (System.currentTimeMillis() - startTime);
            return validityTime > 0;
        }
        // 第三階段：釋放已獲得的鎖
        for (Jedis jedis : jedisList) {
            release(jedis);
        }
        return false;
    }
    private boolean tryAcquire(Jedis jedis, long expireMillis) {
        try {
            String result = jedis.set(lockKey, clientId, SetParams.setParams().nx().px(expireMillis));
            return "OK".equals(result);
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
    }
    private void release(Jedis jedis) {
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                "return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(clientId));
    }
}

部署要求：

至少5個獨立Redis實例
節(jié)點間時鐘同步
需要配置合理的超時時間

適用場景：

金融交易等對可靠性要求極高的場景
需要跨機房部署的分布式系統(tǒng)

四、生產級方案：Redisson實現(xiàn)

// 配置Redisson客戶端
Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
// 獲取鎖對象
RLock lock = redisson.getLock("orderLock");
try {
    // 嘗試加鎖，最多等待100秒，鎖定后30秒自動解鎖
    boolean isLock = lock.tryLock(100, 30, TimeUnit.SECONDS);
    if (isLock) {
        // 處理業(yè)務
    }
} finally {
    lock.unlock();
}

// 關閉客戶端
redisson.shutdown();

// 自動續(xù)期機制（Watchdog），Watchdog實現(xiàn)原理（簡化版）
private void renewExpiration() {
    Timeout task = commandExecutor.schedule(() -> {
        if (redisClient.eval(...)){ // 檢查是否仍持有鎖
            expireAsync(); // 續(xù)期
            renewExpiration(); // 遞歸調用
        }
    }, internalLockLeaseTime / 3, TimeUnit.MILLISECONDS);
}

核心特性：