Redis应用分布式锁

系列文章

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• Redis 应用 - 布隆过滤器
• Redis 应用 - 限流
• Redis 应用 -Geo

当多个进程不在同一个系统中，就需要用分布式锁控制多个进程对资源的访问。

使用 redis 来实现分布式锁主要用到以下命令：

• SETNX KEY VALUE

如果 key 不存在，就设置 key 对应字符串 value

• expire KEY seconds

设置 key 的过期时间

• del KEY

删除 key

代码实现如下:

$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
$ok = $redis->setNX($key, $value);
if ($ok) {
    // 获取到锁
    ... do something ...
    $redis->del($key);
}

上面代码有没有问题呢？
如果我们在逻辑处理过程中出现了异常情况，导致 KEY 没有删除，那就出现了死锁了。所以一般我们在拿到锁之后再给 KEY 加一个过期时间

为了保证执行的原子性，使用了 multi 就有了如下代码

$redis->multi();
$redis->setNX($key, $value);
$redis->expire($key, $ttl);
$res = $redis->exec();
if($res[0]) {
    // 获取到锁
    ... do something ...
    $redis->del($key);
}

但是这样的又有一个问题第一个请求成功了，之后的请求虽然没有拿到锁但是每次都刷新了锁的时间。这样我们设置锁过期时间的意义就不存在了。所以我们在拿到锁以后再进行过期时间的操作，这时候我们就可以祭出原子性操作的 lua 脚本，代码如下

$script = <<<EOT
    local key   = KEYS[1]
    local value = KEYS[2]
    local ttl   = KEYS[3]

    local ok = redis.call('setnx', key, value)

    if ok == 1 then
    redis.call('expire', key, ttl)
    end
    return ok
EOT;

$res = $redis->eval($script, [$key,$val, $ttl], 3);
if($res) {
    // 获取到锁
    ... do something ...
    $redis->del($key);
}

借助 lua 脚本虽然解决了问题，但是未免有些麻烦，Redis 从 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：

• 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。

$ok = $redis->set($key, $random, array('nx', 'ex' => $ttl));

if ($ok) {
    // 获取到锁
    ... do something ...
    if ($redis->get($key) == $random) {$redis->del($key);
    }
}

可以看到上面我们我们的值引入了一个随机数，这是为了防止逻辑处理时间过长导致锁的过期时间已经失效，这时候下一个请求就获得了锁，但是前一个请求在逻辑处理完直接删除了锁。

锁主要用在并发请求如秒杀等场景中，以上便是 redis 锁的实现。

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