基于Redis的分布式锁及原子性问题(短视频开发)
作者：云豹科技-苏凌霄
短视频开发，基于Redis的分布式锁及原子性问题
用 Redis 实现分布式锁
主要应用到的是 SETNX key value命令（如果不存在，则设置）
主要要实现两个功能：
1、获取锁（设置一个 key）
2、释放锁 （删除 key）
基本思想是执行了 SETNX命令的线程获得锁，在完成操作后，需要删除 key，释放锁。
加锁：
@Override
public boolean tryLock(long timeoutSec) {
// 获取线程标示
String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
// 获取锁
Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
.setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
return Boolean.TRUE.equals(success);
}释放锁：
@Override
public void unlock() {
// 获取线程标示
String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
// 获取锁中的标示
String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);
// 释放锁
stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
}可是这里会存在一个隐患——假设该线程发生阻塞（或者其他问题），一直不释放锁（删除 key）这可怎么办？
为了解决这个问题，我们需要为 key 设计一个超时时间，让它超时失效；但是这个超时时间的长短却不好确定：
1、设置过短，会导致其他线程提前获得锁，引发线程安全问题。
2、设置过长，线程需要额外等待。
锁的误删
超时时间是一个非常不好把握的东西，因为业务线程的阻塞时间是不可预估的，在极端情况下，它总能阻塞到 lock 超时失效，正如上图中的线程1，锁超时释放了，导致线程2也进来了，这时候 lock 是 线程2的锁了（key 相同，value不同，value一般是线程唯一标识）；假设这时候，线程1突然不阻塞了，它要释放锁，如果按照刚刚的代码逻辑的话，它会释放掉线程2的锁；线程2的锁被释放掉之后，又会导致其他线程进来（线程3），如此往复。。。
为了解决这个问题，需要在释放锁时多加一个判断，每个线程只释放自己的锁，不能释放别人的锁！
释放锁
@Override
public void unlock() {
// 获取线程标示
String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
// 获取锁中的标示
String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);
// 判断标示是否一致
if(threadId.equals(id)) {
// 释放锁
stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
}
}原子性问题
刚刚我们谈论的释放锁的逻辑：
1、判断当前锁是当前线程的锁
2、当前线程释放锁
可以看到释放锁是分两步完成的，如果你是对并发比较有感觉的话，应该一下子就知道这里会存在问题了。
分步执行，并发问题！
假设 线程1 已经判断当前锁是它的锁了，正准备释放锁，可偏偏这时候它阻塞了（可能是 FULL GC 引起的），锁超时失效，线程2来加锁，这时候锁是线程2的了；可是如果线程1这时候醒过来，因为它已经执行了步骤1了的，所以这时候它会直接直接步骤2，释放锁（可是此时的锁不是线程1的了）
其实这就是一个原子性的问题，刚刚释放锁的两步应该是原子的，不可分的！
要使得其满足原子性，则需要在 Redis 中使用 Lua 脚本了。
引入 Lua 脚本保持原子性
lua 脚本：
-- 比较线程标示与锁中的标示是否一致
if(redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1]) then
-- 释放锁 del key
return redis.call('del', KEYS[1])
end
return 0Java 中调用执行：
public class SimpleRedisLock implements ILock {
private String name;
private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
this.name = name;
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
}
private static final String KEY_PREFIX = "lock:";
private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";
private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;
static {
UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua"));
UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class);
}
@Override
public boolean tryLock(long timeoutSec) {
// 获取线程标示
String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
// 获取锁
Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
.setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
return Boolean.TRUE.equals(success);
}
@Override
public void unlock() {
// 调用lua脚本
stringRedisTemplate.execute(
UNLOCK_SCRIPT,
Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name),
ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());
}
}到了目前为止，我们设计的 Redis 分布式锁已经是生产可用的，相对完善的分布式锁了。
以上就是短视频开发，基于Redis的分布式锁及原子性问题， 更多内容欢迎关注之后的文章
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