Golang實現(xiàn)Redis分布式鎖(Lua腳本+可重入+自動續(xù)期)
更新時間：2025年05月25日 11:43:58 作者：NPE~
本文主要介紹了Golang分布式鎖實現(xiàn),采用Redis+Lua腳本確保原子性,持可重入和自動續(xù)期,用于防止超賣及重復(fù)下單,具有一定的參考價值,感興趣的可以了解一下
1 概念
應(yīng)用場景
Golang自帶的Lock鎖單機(jī)版OK（存儲在程序的內(nèi)存中），分布式不行
分布式鎖：
- 簡單版：redis setnx=》加鎖設(shè)置過期時間需要保證原子性=》lua腳本
- 完整版：redis Lua腳本+實現(xiàn)可重入+自動續(xù)期=》hset結(jié)構(gòu)
應(yīng)用場景：
- 防止用戶重復(fù)下單，鎖住用戶id
- 防止商品超賣問題
- 鎖住賬戶，防止并發(fā)操作
例如：我本地啟兩個端口跑兩個相同服務(wù)，然后通過Nginx反向代理分別將請求均衡打到兩個服務(wù)（模擬分布式微服務(wù)），最后通過Jmeter模擬高并發(fā)場景。同時我在代碼里添加上lock鎖。
可以看到還是有消費(fèi)到相同數(shù)據(jù)，出現(xiàn)超賣現(xiàn)象，這是因為lock鎖是在go程序的內(nèi)存，只能鎖住當(dāng)前程序。如果是分布式的話，就需要涉及分布式鎖。
注意??：本地通過Mac+Jmeter+Iris+Nginx模擬分布式場景詳情可見：https://blog.csdn.net/weixin_45565886/article/details/136635997
package main
import (
"context"
"github.com/go-redis/redis/v8"
"github.com/kataras/iris/v12"
context2 "github.com/kataras/iris/v12/context"
"myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/constant"
service2 "myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/other_svc/service"
"sync"
)
func main() {
constant.RedisCli = redis.NewClient(&redis.Options{
Addr: "localhost:6379",
DB: 0,
})
_, err := constant.RedisCli.Set(context.TODO(), constant.AppleKey, 500, -1).Result()
if err != nil && err != redis.Nil {
panic(err)
}
app := iris.New()
xLock2 := new(sync.Mutex)
app.Get("/consume", func(c *context2.Context) {
xLock2.Lock()
defer xLock2.Unlock()
service2.GoodsService2.Consume()
c.JSON("ok port:9999")
})
app.Listen(":9999", nil)
}
分布式鎖必備特性
分布式鎖需要具備的特性：
獨占性(排他性)：任何時刻有且僅有一個線程持有
高可用：redis集群情況下，不能因為某個節(jié)點掛了而出現(xiàn)獲取鎖失敗和釋放鎖失敗的情況
防死鎖：杜絕死鎖，必須有超時控制機(jī)制或撤銷操作 Expire key
不亂搶：防止亂搶。（自己只能unlock自己的鎖）lua腳本保證原子性，且只刪除自己的鎖
重入性：同一個節(jié)點的同一個線程如果獲得鎖之后，它也可以再次獲取這個鎖
- setnx只能解決有無分布式鎖
- hset 解決可重入問題，記錄加鎖次數(shù)： hset zyRedisLock uuid:threadID 3
2 思路分析
宕機(jī)與過期
如果加鎖成功之后，某個Redis節(jié)點宕機(jī)，該鎖一直得不到釋放，就會導(dǎo)致其他Redis節(jié)點加鎖失敗。
- 加鎖時需要設(shè)置過期時間
//通過lua腳本保證加鎖與設(shè)置過期時間的原子性
func (r *RedisLock) TryLock() bool {
//通過lua腳本加鎖[hincrby如果key不存在，則會主動創(chuàng)建,如果存在則會給count數(shù)加1，表示又重入一次]
lockCmd := "if redis.call('exists', KEYS[1]) == 0 or redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 " +
"then " +
" redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], 1) " +
" redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
" return 1 " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
result, err := r.redisCli.Eval(context.TODO(), lockCmd, []string{r.key}, r.Id, r.expire).Result()
if err != nil {
log.Errorf("tryLock %s %v", r.key, err)
return false
}
i := result.(int64)
if i == 1 {
//獲取鎖成功&自動續(xù)期
go r.reNewExpire()
return true
}
return false
}
防止誤刪key
鎖過期時間設(shè)置30s，業(yè)務(wù)邏輯假如要跑40s。30s后鎖自動過期釋放了，其他線程加鎖了。再過10s后業(yè)務(wù)邏輯走完了，去釋放鎖，就會出現(xiàn)把其他人的鎖刪除。【張冠李戴】
- 設(shè)置key時，可帶上線程id和uuid（我這里以uuid演示）。刪除key之前，要判斷是否是自己的鎖。如果是則unlock釋放，不是就return走。
func (r *RedisLock) Unlock() {
//通過lua腳本刪除鎖
//1. 查看鎖是否存在，如果不存在，直接返回
//2. 如果存在，對鎖進(jìn)行hincrby -1操作,當(dāng)減到0時，表明已經(jīng)unlock完成，可以刪除key
delCmd := "if redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 0 " +
"then " +
" return nil " +
"elseif redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], -1) == 0 " +
"then " +
" return redis.call('del', KEYS[1]) " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
resp, err := r.redisCli.Eval(context.TODO(), delCmd, []string{r.key}, r.Id).Result()
if err != nil && err != redis.Nil {
log.Errorf("unlock %s %v", r.key, err)
}
if resp == nil {
fmt.Println("delKey=", resp)
return
}
}
Lua保證原子性
加鎖與設(shè)置過期時間需要保證原子性。否則如果加鎖成功后，還沒來得及設(shè)置過期時間，Redis節(jié)點掛掉了，就又會出現(xiàn)其他節(jié)點一直獲取不到鎖的問題。
- Lua腳本保證原子性
//lock 加鎖&設(shè)置過期時間
"if redis.call('exists', KEYS[1]) == 0 or redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 " +
"then " +
" redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], 1) " +
" redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
" return 1 " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
//unlock解鎖
delCmd := "if redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 0 " +
"then " +
" return nil " +
"elseif redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], -1) == 0 " +
"then " +
" return redis.call('del', KEYS[1]) " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
//自動續(xù)期
renewCmd := "if redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 " +
"then " +
" return redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
可重入鎖
存在一部分業(yè)務(wù)，方法里還需要繼續(xù)加鎖。需要實現(xiàn)鎖的可重入，記錄加鎖的次數(shù)。Lock幾次，就unLock幾次。
- map[string]map[string]int =>可通過Redis hset結(jié)構(gòu)實現(xiàn)
# yiRedisLock ：redis的key # fas421424safsfa:1 ：uuid+線程號 # 5 ：加鎖次數(shù)（重入次數(shù)） hset yiRedisLock fas421424safsfa:1 5
//通過hset&hincrby 保證可重入（記錄加鎖次數(shù)）
lockCmd := "if redis.call('exists', KEYS[1]) == 0 or redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 " +
"then " +
" redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], 1) " +
" redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
" return 1 " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
delCmd := "if redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 0 " +
"then " +
" return nil " +
"elseif redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], -1) == 0 " +
"then " +
" return redis.call('del', KEYS[1]) " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
自動續(xù)期
相同業(yè)務(wù)耗時可能因為網(wǎng)絡(luò)等問題而有所變化。例如：我們設(shè)置分布式鎖超時時間為20s，但是業(yè)務(wù)因為網(wǎng)絡(luò)問題某次耗時達(dá)到了30s，這時鎖就會被超時釋放，其他線程就能獲取到鎖。存在業(yè)務(wù)風(fēng)險。
- 加鎖成功之后設(shè)置自動續(xù)期，啟一個timer定時任務(wù)，比如每10s檢測一下鎖有沒有被釋放，如果沒有，就自動續(xù)期。
// 判斷鎖是否存在，如果存在（表明業(yè)務(wù)還未完成），重新設(shè)置過期時間（自動續(xù)期）
renewCmd := "if redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 " +
"then " +
" return redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
"else " +
" return 0 " +
"end"
3 代碼
3.1 項目結(jié)構(gòu)解析
- constant模塊：定義分布式鎖名稱、業(yè)務(wù)Key（用于模擬扣減數(shù)據(jù)庫）
- lock模塊：核心模塊，實現(xiàn)分布式鎖
- Lock
- TryLock
- UnLock
- NewRedisLock
- other_svc：在其他端口啟另外一個服務(wù)，用于本地模擬分布式
- service：業(yè)務(wù)類，扣減商品數(shù)量（其中的扣減操作涉及分布式鎖）
- main：提供iris web服務(wù)
3.2 全部代碼
注：：other_svc這里不提供，與分布式鎖實現(xiàn)無太大關(guān)系。同時為了快速演示效果，部分項目結(jié)構(gòu)與代碼不規(guī)范。
感興趣的朋友，可以上Github查看全部代碼。
Github：https://github.com/ziyifast/ziyifast-code_instruction/tree/main/redis_demo/distributed_lock
現(xiàn)象：
constant/const.go
package constant import "github.com/go-redis/redis/v8" var ( BizKey = "XXOO" AppleKey = "apple" RedisCli *redis.Client )
lock/redis_lock.go
package service
import (
"context"
"github.com/go-redis/redis/v8"
"github.com/ziyifast/log"
"myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/constant"
"myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/lock"
"strconv"
)
type goodsService struct {
}
var GoodsService = new(goodsService)
func (g *goodsService) Consume() {
redisLock := lock.NewRedisLock(constant.RedisCli, constant.BizKey)
redisLock.Lock()
defer redisLock.Unlock()
//consume goods
result, err := constant.RedisCli.Get(context.TODO(), constant.AppleKey).Result()
if err != nil && err != redis.Nil {
panic(err)
}
i, err := strconv.ParseInt(result, 10, 64)
if err != nil {
panic(err)
}
if i < 0 {
log.Infof("no more apple...")
return
}
_, err = constant.RedisCli.Set(context.TODO(), constant.AppleKey, i-1, -1).Result()
if err != nil && err != redis.Nil {
panic(err)
}
log.Infof("consume success...appleID:%d", i)
}
service/goods_service.go
package service
import (
"context"
"github.com/go-redis/redis/v8"
"github.com/ziyifast/log"
"myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/constant"
"myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/lock"
"strconv"
)
type goodsService struct {
}
var GoodsService = new(goodsService)
func (g *goodsService) Consume() {
redisLock := lock.NewRedisLock(constant.RedisCli, constant.BizKey)
redisLock.Lock()
defer redisLock.Unlock()
//consume goods
result, err := constant.RedisCli.Get(context.TODO(), constant.AppleKey).Result()
if err != nil && err != redis.Nil {
panic(err)
}
i, err := strconv.ParseInt(result, 10, 64)
if err != nil {
panic(err)
}
if i < 0 {
log.Infof("no more apple...")
return
}
_, err = constant.RedisCli.Set(context.TODO(), constant.AppleKey, i-1, -1).Result()
if err != nil && err != redis.Nil {
panic(err)
}
log.Infof("consume success...appleID:%d", i)
}
main.go
package main
import (
"context"
"github.com/go-redis/redis/v8"
"github.com/kataras/iris/v12"
context2 "github.com/kataras/iris/v12/context"
"myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/constant"
"myTest/demo_home/redis_demo/distributed_lock/service"
)
func main() {
constant.RedisCli = redis.NewClient(&redis.Options{
Addr: "localhost:6379",
DB: 0,
})
_, err := constant.RedisCli.Set(context.TODO(), constant.AppleKey, 500, -1).Result()
if err != nil && err != redis.Nil {
panic(err)
}
app := iris.New()
//xLock := new(sync.Mutex)
app.Get("/consume", func(c *context2.Context) {
//xLock.Lock()
//defer xLock.Unlock()
service.GoodsService.Consume()
c.JSON("ok port:8888")
})
app.Listen(":8888", nil)
}到此這篇關(guān)于Golang實現(xiàn)Redis分布式鎖(Lua腳本+可重入+自動續(xù)期)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Golang Redis分布式鎖內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！
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