redis实现分布式锁及其问题解决方式

补充说明：

我们现在分布式锁主流的实现方案有：

1. 基于数据库实现分布式锁

2. 基于缓存（Redis等）

3. 基于Zookeeper

每一种分布式锁解决方案都有各自的优缺点：

1. 性能：redis最高

2. 可靠性：zookeeper最高

这里，我们就基于redis实现分布式锁。

分布式锁用来解决什么问题呢？

   通俗的说：就是你在分布式集群中，如果你上锁的话，在当单机版中咱们可以实现，但是我们集群分布式中为其中一台机器上锁，另外的机器他应该找不到，或者不知道这里面有上锁，所以咱们用一种锁让所有机器都能认识，就是咱通俗说那个叫共享锁；

那共享锁怎么做呢？

  有各种方案，咱们用的是Redis进行实现，做法就是通过setnx进行上锁，上锁之后用del（delete）来释放锁，但是这个过程呢如果说你上锁之后你忘记释放了，那锁他就一直没有释放，别的操作只能等待，所以咱们可以设置key的这个过期时间，你可以手动释放，如果你没有手动释放，它会自动完成，而这个过程中因为它不是原子操作的；

想让它变成原子性的操作，怎么做？

  我在上锁的同时设置过期时间，让上锁过期时间一起进行，用set nx ex同时操作，这样的话把这个问题都做成了原子性操作，这就是我们关于分布式锁的基本演示。

问题：setnx刚好获取到锁，业务逻辑出现异常，导致锁无法释放。

解决：设置过期时间，自动释放锁。

通过expire设置过期时间（缺乏原子性：如果在setnx和expire之间出现异常，锁也无法释放）。

解决：在set时指定过期时间也就是同时设置Key和过期时间（推荐）。

这时会出现其他问题：可能会释放其他服务器的锁。

过程是：当a先进行上锁的时候，发现服务器卡顿了，导致a的过期时间已经到了，当a反应过来的时候，b得到了锁，然后a又发现过期时间到了，又释放锁，这是释放的是b的锁，导致了误删锁的操作，使用uuid解决防误删。

Uuid防止误删：

    我们要删除锁的时候，首先判断当前uuid是否和要删的uuid是否相同，相同则可以删除，否则，则不行。

这时又出现了一个问题：

    因为在删除操作中没有原子性的原因，如果遇到了在uuid比较过后，a正准备删除锁的时候，刚好到了过期时间，锁立马被b引用了，此时a还不知道，又会误删锁，这是uuid已经判断过了是一样的锁，所以又会引起问题。

解决：引用Lua脚本进行优化。

// 1. 从redis中获取锁,set k1 v1 px 20000 nx
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
Boolean lock = this.redisTemplate.opsForValue()
      .setIfAbsent("lock", uuid, 2, TimeUnit.SECONDS);
// 2. 释放锁 del
String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
// 设置lua脚本返回的数据类型
DefaultRedisScript redisScript = new DefaultRedisScript<>();
// 设置lua脚本返回类型为Long
redisScript.setResultType(Long.class);
redisScript.setScriptText(script);
redisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList("lock"),uuid);
// 3.重试
Thread.sleep(500);
testLock();