redis分布式锁(一）set NX实现

最近是一直在研究redis,本篇则主要想谈谈对redis的锁的理解。

使用redis常用的两种加锁的机制：

• SETNX命令
• SET命令

一、SETNX命令的使用

SETNX 是『SET if Not eXists』(如果不存在，则 SET)的简写。

SETNX key value
将 key 的值设为 value ，当且仅当 key 不存在。
若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作。

127.0.0.1:6379> SETNX test 'try'
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get test
"try"
127.0.0.1:6379> SETNX test 'tryAgain'
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get test
"try"

第一次给test赋值，返回表示成功；第二次再次尝试给test赋值，返回0，表示失败，并未再次操作，因为值已经存在。
比如有两个线程A和B，两个线程操作相同的key.

虽然流程上是能够走通的.

二、SET实现

如上的NX命令也就是简单介绍一下使用，一般说分布式锁NX命令其实是表达set 的一种命令，如下：

1）命令说明：

SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
生存时间（TTL，以秒为单位）
Redis 2.6.12 版本开始:(等同SETNX 、 SETEX 和 PSETEX)
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。

2）set get 可以对已经存在的值重新赋值

127.0.0.1:6379> set test1 value
OK
127.0.0.1:6379> get test1
"value"
#可以重新对已经存在的值赋值
127.0.0.1:6379> set test1 new-value
OK
127.0.0.1:6379> get test1
"new-value"

3）可以设置过期时间 ex ttl

#设置过期时间为10000秒
127.0.0.1:6379> set test1-expire-time 'hello' ex 10000
OK
127.0.0.1:6379> get test1-expire-time
"hello"
#ttl 获取剩余过期时间
127.0.0.1:6379> ttl test1-expire-time
(integer) 9990
127.0.0.1:6379> ttl test1-expire-time
(integer) 9963
127.0.0.1:6379> ttl test1-expire-time
(integer) 9876

4）NX 已经存在的值不能再次赋值

#NX：已经存在的值不能再次赋值
127.0.0.1:6379> set not-test1-key 'hello' NX
OK
127.0.0.1:6379> get not-test1-key
"hello"
127.0.0.1:6379> set not-test1-key 'hello1' NX
(nil)
127.0.0.1:6379> get not-test1-key
"hello"

5）XX:不存在的key不能赋值，只能修改已经存在的key的value

#XX:未存在的key不能赋值，只能修改已经存在的key的value
127.0.0.1:6379> EXISTS exists-key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> set exists-key 'value' XX
(nil)
127.0.0.1:6379> set exists-key 'value'
OK
127.0.0.1:6379> set exists-key 'value-new' XX
OK
127.0.0.1:6379> get exists-key
"value-new"

三、实现分布式锁

1）命令基本实现

命令 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 是一种在 Redis 中实现锁的简单方法

#给lock设置了过期时间为60000毫秒(也可以用ex 6000,单位就变成了秒)，当用NX再次赋值，则返回nil,不能重入操作
127.0.0.1:6379> set lock true NX px 60000
OK
127.0.0.1:6379> set lock true NX px 6000
(nil)
127.0.0.1:6379> get lock
"true"
127.0.0.1:6379> ttl lock
(integer) 43
#时间过期后再次get,返回nil,表明key 为 lock的锁已经释放
127.0.0.1:6379> get lock
(nil)

如果setnx 返回ok 说明拿到了锁；如果setnx 返回 nil，说明拿锁失败，被其他线程占用。
换成客户端服务器则是如下：
客户端执行以上的命令：
如果服务器返回 OK ，那么这个客户端获得锁。
如果服务器返回 NIL ，那么客户端获取锁失败，可以在稍后再重试。

2）图解

如上过程通过一个图解一下：

3）项目中代码实现

如下是程序中写的redisConfig。采用了jsdisCluster的set方法。详情：jedis set 的四个重载方法

    @Override
	public String lock(String key,long expireSecond) {
		final String value = String.valueOf(System.currentTimeMillis());
		//nx ： not exists, 只有key 不存在时才把key value set 到redis
		final String nxxx = "NX";
		//ex ： seconds 秒
		final String expx = "EX";
		boolean ret;
    	if(expireSecond <= 0L)
    		//jdeis setnx命令 失效时间
    		ret = jedisCluster.setnx(key, value) > 0L;
    	else
    	    //设置key的过期时间是expireSecond
    		ret = "ok".equalsIgnoreCase(jedisCluster.set(key, value, nxxx, expx, expireSecond));
        if(ret){
        	return value;
        }else{
        	return null;
        }
	}

4）问题一:那为什么要使用PX/XX 去设置一个超时时间？

是怕进程A不讲道理啊，锁没等释放呢，万一崩了，直接原地把锁带走了，导致系统中谁也拿不到锁。

5）问题二：设置了超时时间，就确保万无一失了吗？

如果进程A又不讲道理，操作锁内资源超过笔者设置的超时时间，那么就会导致其他进程拿到锁，等进程A回来了，回手就是把其他进程的锁删了

该如何解决如上场景呢？可以加一层判定，当自己的进程结束或者过期，若value不是自己的值，则不进行删除操作流程。

/**
	 *
	 * @param key
	 * @param keySign 可为空，为空则不断是否为上次获得的锁
	 * @return
	 */
	@Override
	public boolean unlock(final String key, final String keySign) {
    	if(StringUtils.isNotBlank(keySign)){
			String val = jedisCluster.get(key);
			if(!keySign.equals(val)) {
				return false;
			}
		}
        if(jedisCluster.del(key) <= 0){
        	if(jedisCluster.exists(key)){
        		return false;
        	}else{
        		return true;
        	}
        }
        return true;
	}

四、总结

目前项目中是使用了jedis客户端来操作Redis cluster。以上操作都得经过程序员的手动编码,以及能不能保证原子性的问题,当然业务量不大或者并发不大的情况还是很好用的。
下篇则讲述redission如何实现分布式锁？