Redis分布式锁解决多进程/多线程下单个进程/单个线程运行

作者：lightcity 2021-09-10 21:25:43

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Redis 最近，有两台容器，当程序运行时，会发送多份通知，那么需要保证同一时刻只有一个进程(一台容器)来运行，此时用分布式锁解决该问题。

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1.导语

在业务开发中像订单写入，一般需要单线程来保证订单写入数据库，防止数据多次被插入。

最近，有两台容器，当程序运行时，会发送多份通知，那么需要保证同一时刻只有一个进程(一台容器)来运行，此时用分布式锁解决该问题。

业界也有许多解决这种方案，这里以redis分布式锁来解决。

简单来说就是采用golang redis库实现下面方案即可。

2.redis的分布式锁实现

2.1 setnx+expire

setnx key value，将key设置为value，当键不存在时，才能成功，若键存在，什么也不做，成功返回1，失败返回0。

SETNX实际上就是SET IF NOT Exists的缩写。

setnx key val 
expire key seconds 

但是，上述两个操作不具有原子性，如果执行完第一条指令应用异常或者重启了，锁将无法过期。

2.2 lua脚本

既然是原子性无法保证，那就采用执行lua脚本的原子性，将上述两个操作封装到lua脚本中便可以实现。

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

2.3 携带TTL的set

从 Redis 2.6.12 版本开始， SET 命令的行为可以通过一系列参数来修改。

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

将字符串值 value 关联到 key 。

如果 key 已经持有其他值， SET 就覆写旧值，无视类型。

对于某个原本带有生存时间(TTL)的键来说， 当 SET 命令成功在这个键上执行时， 这个键原有的 TTL 将被清除。

• EX second ：设置键的过期时间为 second 秒。SET key value EX second 效果等同于 SETEX key second value 。
• PX millisecond ：设置键的过期时间为 millisecond 毫秒。SET key value PX millisecond 效果等同于 PSETEX key millisecond value 。
• NX ：只在键不存在时，才对键进行设置操作。SET key value NX 效果等同于 SETNX key value 。
• XX ：只在键已经存在时，才对键进行设置操作。

直接使用可能存在如下问题：

• 超时解锁导致并发

例如：如果线程 A 成功获取锁并设置过期时间 30 秒，但线程 A 执行时间超过了 30 秒，锁过期自动释放，此时线程 B 获取到了锁，线程 A 和线程 B 并发执行。

A、B 两个线程发生并发显然是不被允许的，一般有两种方式解决该问题：

解决方案：1)确保代码在过期时间之前释放。2)为获取锁的线程增加守护线程，为将要过期但未释放的锁增加有效时间。

锁被别的线程误删除。

例如：如果线程 A 成功获取到了锁，并且设置了过期时间 30 秒，但线程 A 执行时间超过了 30 秒，锁过期自动释放，此时线程 B 获取到了锁;随后 A 执行完成，线程 A 使用 DEL 命令来释放锁，但此时线程 B 加的锁还没有执行完成，线程 A 实际释放的线程 B 加的锁。

解决方案是：通过在 value 中设置当前线程加锁的标识，在删除之前验证 key 对应的 value 判断锁是否是当前线程持有。可生成一个 UUID 标识当前线程，使用 lua 脚本做验证标识和解锁操作。

学习文章：

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

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