在任意时刻只有一个客户端可以获取锁
假如一个客户端在持有锁的时候崩溃了,没有释放锁,那么别的客户端无法获得锁,则会造成死锁,所以要保证客户端一定会释放锁。Redis中我们可以设置锁的过期时间来保证不会发生死锁。
解铃还须系铃人,加锁和解锁必须是同一个客户端,客户端A的线程加的锁必须是客户端A的线程来解锁,客户端不能解开别的客户端的锁。
当一个客户端获取对象锁之后,这个客户端可以再次获取这个对象上的锁。
Redis 锁主要利用 Redis 的 setnx 命令。
则加锁解锁伪代码如下:
if (setnx(key, 1) == 1){
expire(key, 30)
try {
//TODO 业务逻辑
} finally {
del(key)
}
}
如果 SETNX 成功,在设置锁超时时间后,服务器挂掉、重启或网络问题等,导致 EXPIRE 命令没有执行,锁没有设置超时时间变成死锁。
解决办法
if (redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) < 1)
then return 0;
end;
redis.call('expire', KEYS[1], tonumber(ARGV[2]));
return 1;
// 使用实例
EVAL "if (redis.call('setnx',KEYS[1],ARGV[1]) < 1) then return 0; end; redis.call('expire',KEYS[1],tonumber(ARGV[2])); return 1;" 1 key value 100
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。
解决办法
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:
当线程在持有锁的情况下再次请求加锁,如果一个锁支持一个线程多次加锁,那么这个锁就是可重入的。如果一个不可重入锁被再次加锁,由于该锁已经被持有,再次加锁会失败。Redis 可通过对锁进行重入计数,加锁时加 1,解锁时减 1,当计数归 0 时释放锁。
为了保证 Redis 的可用性,一般采用主从方式部署。主从数据同步有异步和同步两种方式,Redis 将指令记录在本地内存 buffer 中,然后异步将 buffer 中的指令同步到从节点,从节点一边执行同步的指令流来达到和主节点一致的状态,一边向主节点反馈同步情况。
在包含主从模式的集群部署方式中,当主节点挂掉时,从节点会取而代之,但客户端无明显感知。当客户端 A 成功加锁,指令还未同步,此时主节点挂掉,从节点提升为主节点,新的主节点没有锁的数据,当客户端 B 加锁时就会成功。
集群脑裂指因为网络问题,导致 Redis master 节点跟 slave 节点和 sentinel 集群处于不同的网络分区,因为 sentinel 集群无法感知到 master 的存在,所以将 slave 节点提升为 master 节点,此时存在两个不同的 master 节点。Redis Cluster 集群部署方式同理。
当不同的客户端连接不同的 master 节点时,两个客户端可以同时拥有同一把锁。如下:
Redis 以其高性能著称,但使用其实现分布式锁来解决并发仍存在一些困难。Redis 分布式锁只能作为一种缓解并发的手段,如果要完全解决并发问题,仍需要数据库的防并发手段。
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