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| 序-碎碎叨叨

在家辦公的第N周，也不知道筆者工位上的鍵盤和顯示器有沒有想我，不知道會不會落灰太嚴重，被保潔阿姨扔掉了。筆者今天帶來一篇關(guān)于redis鎖的文章。連敲帶畫碼出此文，有一些細節(jié)，對redis鎖不清晰的盆友不妨瞧一瞧。如果是有經(jīng)驗的盆友，挑挑毛病，那筆者是更感謝了～閑話不多，馬上發(fā)車。

| 正文-開門見山

談起redis鎖，下面三個，算是出現(xiàn)最多的高頻詞匯：

• setnx

• redLock

• redisson

| setnx

其實目前通常所說的setnx命令，并非單指redis的setnx key value這條命令。

一般代指redis中對set命令加上nx參數(shù)進行使用， set這個命令，目前已經(jīng)支持這么多參數(shù)可選：

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

當(dāng)然了，就不在文章中默寫Api了，基礎(chǔ)參數(shù)還有不清晰的，可以蹦到官網(wǎng)。

上圖是筆者畫的setnx大致原理，主要依托了它的key不存在才能set成功的特性，進程A拿到鎖，在沒有刪除鎖的Key時，進程B自然獲取鎖就失敗了。那么為什么要使用PX 30000去設(shè)置一個超時時間？

是怕進程A不講道理啊，鎖沒等釋放呢，萬一崩了，直接原地把鎖帶走了，導(dǎo)致系統(tǒng)中誰也拿不到鎖。

就算這樣，還是不能保證萬無一失。

如果進程A又不講道理，操作鎖內(nèi)資源超過筆者設(shè)置的超時時間，那么就會導(dǎo)致其他進程拿到鎖，等進程A回來了，回手就是把其他進程的鎖刪了，如圖：

還是剛才那張圖，將T5時刻改成了鎖超時，被redis釋放。

進程B在T6開開心心拿到鎖不到一會，進程A操作完成，回手一個del，就把鎖釋放了。

當(dāng)進程B操作完成，去釋放鎖的時候（圖中T8時刻）：

找不到鎖其實還算好的，萬一T7時刻有個進程C過來加鎖成功，那么進程B就把進程C的鎖釋放了。
以此類推，進程C可能釋放進程D的鎖，進程D....(禁止套娃)，具體什么后果就不得而知了。所以在用setnx的時候，key雖然是主要作用，但是value也不能閑著，可以設(shè)置一個唯一的客戶端ID，或者用UUID這種隨機數(shù)。

當(dāng)解鎖的時候，先獲取value判斷是否是當(dāng)前進程加的鎖，再去刪除。偽代碼：

1String?uuid?=?xxxx;
2//?偽代碼，具體實現(xiàn)看項目中用的連接工具
3//?有的提供的方法名為set?有的叫setIfAbsent
4set?Test?uuid?NX?PX?3000
5try{
6//?biz?handle....
7}?finally?{
8????//?unlock
9????if(uuid.equals(redisTool.get('Test')){
10????????redisTool.del('Test');
11????}
12}


這回看起來是不是穩(wěn)了。

相反，這回的問題更明顯了，在finally代碼塊中，get和del并非原子操作，還是有進程安全問題。

為什么有問題還說這么多呢？

第一，搞清劣勢所在，才能更好的完善。第二點，其實上文中最后這段代碼，還是有很多公司在用的。

大小項目悖論：大公司實現(xiàn)規(guī)范，但是小司小項目雖然存在不嚴謹，可并發(fā)倒也不高，出問題的概率和大公司一樣低。-- 魯迅

那么刪除鎖的正確姿勢之一，就是可以使用lua腳本，通過redis的eval/evalsha命令來運行：

1-- lua刪除鎖：
2-- KEYS和ARGV分別是以集合方式傳入的參數(shù)，對應(yīng)上文的Test和uuid。
3--?如果對應(yīng)的value等于傳入的uuid。
4if?redis.call('get',?KEYS[1])?==?ARGV[1]?
5????then?
6????--?執(zhí)行刪除操作
7????????return?redis.call('del',?KEYS[1])?
8????else?
9????--?不成功，返回0
10????????return?0?
11end
通過lua腳本能保證原子性的原因說的通俗一點：就算你在lua里寫出花，執(zhí)行也是一個命令(eval/evalsha)去執(zhí)行的，一條命令沒執(zhí)行完，其他客戶端是看不到的。

那么既然這么麻煩，有沒有比較好的工具呢？就要說到redisson了。介紹redisson之前，筆者簡單解釋一下為什么現(xiàn)在的setnx默認是指set命令帶上nx參數(shù)，而不是直接說是setnx這個命令。

因為redis版本在2.6.12之前，set是不支持nx參數(shù)的，如果想要完成一個鎖，那么需要兩條命令：

1setnx?Test?uuid
2expire?Test?30
即放入Key和設(shè)置有效期，是分開的兩步，理論上會出現(xiàn)1剛執(zhí)行完，程序掛掉，無法保證原子性。但是早在2013年，也就是7年前，Redis就發(fā)布了2.6.12版本，并且官網(wǎng)(set命令頁)，也早早就說明了“SETNX, SETEX, PSETEX可能在未來的版本中，會棄用并永久刪除”。

筆者曾閱讀過一位大佬的文章，其中就有一句指導(dǎo)入門者的面試小套路，具體文字忘記了，大概意思如下：

說到redis鎖的時候，可以先從setnx講起，最后慢慢引出set命令的可以加參數(shù)，可以體現(xiàn)出自己的知識面。

如果有緣你也閱讀過這篇文章，并且學(xué)到了這個套路，作為本文的筆者我要加一句提醒：

請注意你的工作年限！首先回答官網(wǎng)表明即將廢棄的命令，再引出set命令七年前的“新特性”，如果是剛畢業(yè)不久的人這么說，面試官會以為自己穿越了。你套路面試官，面試官也會套路你。-- vt?沃茲基碩德

| redisson

Redisson是java的redis客戶端之一，提供了一些api方便操作redis。

但是redisson這個客戶端可有點厲害，筆者在官網(wǎng)截了僅僅是一部分的圖：

這個特性列表可以說是太多了，是不是還看到了一些JUC包下面的類名，redisson幫我們搞了分布式的版本，比如AtomicLong，直接用RedissonAtomicLong就行了，連類名都不用去新記，很人性化了。
鎖只是它的冰山一角，并且從它的wiki頁面看到，對主從，哨兵，集群等模式都支持，當(dāng)然了，單節(jié)點模式肯定是支持的。

本文還是以鎖為主，其他的不過多介紹。

Redisson普通的鎖實現(xiàn)源碼主要是RedissonLock這個類，還沒有看過它源碼的盆友，不妨去瞧一瞧。

源碼中加鎖/釋放鎖操作都是用lua腳本完成的，封裝的非常完善，開箱即用。

這里有個小細節(jié)，加鎖使用setnx就能實現(xiàn)，也采用lua腳本是不是多此一舉？筆者也非常嚴謹的思考了一下：這么厲害的東西哪能寫廢代碼？

其實筆者仔細看了一下，加鎖解鎖的lua腳本考慮的非常全面，其中就包括鎖的重入性，這點可以說是考慮非常周全，我也隨手寫了代碼測試一下：

的確用起來像jdk的ReentrantLock一樣絲滑，那么redisson實現(xiàn)的已經(jīng)這么完善，redLock又是什么？

|?RedLock

redLock的中文是直譯過來的，就叫紅鎖。紅鎖并非是一個工具，而是redis官方提出的一種分布式鎖的算法。

就在剛剛介紹完的redisson中，就實現(xiàn)了redLock版本的鎖。也就是說除了getLock方法，還有getRedLock方法。

筆者大概畫了一下對紅鎖的理解：

如果你不熟悉redis高可用部署，那么沒關(guān)系。redLock算法雖然是需要多個實例，但是這些實例都是獨自部署的，沒有主從關(guān)系。
RedLock作者指出，之所以要用獨立的，是避免了redis異步復(fù)制造成的鎖丟失，比如：主節(jié)點沒來的及把剛剛set進來這條數(shù)據(jù)給從節(jié)點，就掛了。

有些人是不是覺得大佬們都是杠精啊，天天就想著極端情況。其實高可用嘛，拼的就是99.999...%?中小數(shù)點后面的位數(shù)。

回到上面那張簡陋的圖片，紅鎖算法認為，只要(N/2) 1個節(jié)點加鎖成功，那么就認為獲取了鎖， 解鎖時將所有實例解鎖。流程為：

1. 順序向五個節(jié)點請求加鎖
2. 根據(jù)一定的超時時間來推斷是不是跳過該節(jié)點
3. 三個節(jié)點加鎖成功并且花費時間小于鎖的有效期
4. 認定加鎖成功

也就是說，假設(shè)鎖30秒過期，三個節(jié)點加鎖花了31秒，自然是加鎖失敗了。

這只是舉個例子，實際上并不應(yīng)該等每個節(jié)點那么長時間，就像官網(wǎng)所說的那樣，假設(shè)有效期是10秒，那么單個redis實例操作超時時間，應(yīng)該在5到50毫秒(注意時間單位)。

還是假設(shè)我們設(shè)置有效期是30秒，圖中超時了兩個redis節(jié)點。
那么加鎖成功的節(jié)點總共花費了3秒，所以鎖的實際有效期是小于27秒的。即扣除加鎖成功三個實例的3秒，還要扣除等待超時redis實例的總共時間。

看到這，你有可能對這個算法有一些疑問，那么你不是一個人。

回頭看看Redis官網(wǎng)關(guān)于紅鎖的描述。

就在這篇描述頁面的最下面，你能看到著名的關(guān)于紅鎖的神仙打架事件。

即Martin Kleppmann和antirez的redLock辯論. 一個是很有資歷的分布式架構(gòu)師，一個是redis之父。

官方掛人，最為致命。

開個玩笑，要是質(zhì)疑能被官方掛到官網(wǎng)，說明肯定是有價值的。

所以說如果項目里要使用紅鎖，除了紅鎖的介紹，不妨要多看兩篇文章，即：

1. Martin Kleppmann的質(zhì)疑貼
2. antirez的反擊貼

| 總 結(jié)

看了這么多，是不是發(fā)現(xiàn)如何實現(xiàn)，都不能保證100%的穩(wěn)定。

程序就是這樣，沒有絕對的穩(wěn)定，所以做好人工補償環(huán)節(jié)也是重要的一環(huán)，畢竟：

技術(shù)不夠，人工來湊～