redis - 分布式锁

在java中，我们可以用synchronized进行加锁，也可以用lock的lock方法加锁和unlock方法释放锁。但是在多个进程或者夸服务器的情况下，这种加锁的方式就没办法用了，因为他没办法让其他客户端的人知道是否被加锁了。所以我们可以用redis、zookeeper、etcd等来实现。redis也有类似于lock的乐观锁，在redis - 商品交易中也展示了WATCH的使用，但是当key里的内容足够多时，监控频繁的变化反而导致性能的下降。
java的map，有putIfAbsent方法，意思是如果对应的key已经赋值了，则不能继续赋值。redis中，也有类似的方法，setnx，SET if Not eXists，也是如果对应的key有值了，则不能继续赋值，所以我们可以用他这个方法作为分布式锁。

// 锁的key
static String lockName = "lock:";
static int cnt = 1000;
static CountDownLatch countDownLatch = new CountDownLatch(cnt);

@Test
public void testLock() throws InterruptedException {
    JedisUtils.del(lockName);
    // 锁的时间，达到这个时间就释放
    int lockTime = 1;
    // 锁的超时时间，达到这个时间就放弃获取
    long timeOut = 2500;
    for (int i = 0; i < cnt; i++) {
        new Thread(new LockThread(i, lockTime, timeOut)).start();
        countDownLatch.countDown();
    }
    TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
}

static class LockThread implements Runnable {
    int lockTime;
    long timeOut;
    int idx;

    public LockThread(int idx, int lockTime, long timeOut) {
        this.idx = idx;
        this.lockTime = lockTime;
        this.timeOut = timeOut;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            countDownLatch.await();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        String lock = lock(lockName, lockTime, timeOut);
        if (StringUtils.isNotEmpty(lock)) {
            System.out.println(idx + "：获取到了锁");
            //JedisUtils.del(lockName);
        }
    }
}

private static String lock(String lockName, int lockTime, long timeOut) {
    long end = System.currentTimeMillis() + timeOut;
    String value = UUID.randomUUID().toString();
    while (System.currentTimeMillis() < end) {
        long setnx = JedisUtils.setnx(lockName, value);
        // 1说明获取锁，返回
        if (setnx == 1) {
            JedisUtils.expire(lockName, lockTime);
            return value;
        }
        try {
            // 没获取则休眠100毫秒继续抢锁
            TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(100);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    return null;
}

上面的setnx和expire不是原子性的，我们可以更改：

1. 通过lua语言。
2. 新版本可以用SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]这个命令。

正常情况下，上面的分布式锁可以运行的，但是有以下几个问题：

1. 设置了失效时间，如果在失效时间内没执行完，则其他进程就会获取到锁，导致同一时间有多个进程获取同一个锁。
2. 如果在失效时间内获取到锁的进程已经崩溃，锁依然得不到释放，导致其他进程依然在等待失效过期。
3. 如果只有一个redis服务器，那服务器崩溃则不能正常运行。如果redis做主从， A进程获取锁，且在主服务器数据未同步到从服务器的时候崩溃，B进程读取已经变成主服务器的原从服务器时，因为没有锁又获取到了锁，导致同一时间有多个进程获取同一个锁。