Redis是如何实现分布式锁的？使用中遇到过什么问题？如何解决的？红锁和set NX 有什么区别？

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Redis分布式锁的实现与问题解决

1. Redis实现分布式锁的核心步骤

• 加锁：
  使用SET命令的NX（不存在时设置）和EX（过期时间）参数，确保原子性操作：

  SET lock_key unique_value NX EX 30

  • unique_value：客户端唯一标识（如UUID），用于安全释放锁。
  • EX 30：锁自动过期时间，避免死锁。

• 解锁：
  通过Lua脚本实现原子性验证与删除操作：

  if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
      return redis.call("del", KEYS[1])
  else
      return 0
  end

  确保只有锁的持有者才能释放锁。

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2. 常见问题及解决方案

(1) 锁过期与业务未完成（锁续期问题）

• 问题：客户端业务处理时间超过锁过期时间，导致锁提前释放，其他客户端获得锁，引发数据不一致。

• 解决方案：

  • 看门狗机制：启动后台线程定期（如每隔10秒）续期锁的过期时间。
  • 合理设置过期时间：根据业务处理耗时动态调整锁的过期时间（如预估时间+缓冲时间）。

(2) 锁误删（非原子性释放）

• 问题：非原子性操作（先GET再DEL）可能导致释放其他客户端的锁。
• 解决方案：使用Lua脚本保证验证与删除的原子性（如上述解锁脚本）。

(3) 主从切换导致锁丢失

• 问题：Redis主节点宕机后，从节点可能未同步锁信息，新主节点上锁丢失。

• 解决方案：

  • RedLock算法：向多个独立Redis实例申请锁，当多数节点（如5个中的3个）加锁成功时，认为锁获取成功。
  • 集群模式：使用Redis Cluster或Sentinel保障高可用性。

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3. RedLock与SET NX的区别

维度	SET NX（单节点锁）	RedLock（多节点锁）
可靠性	单点故障可能导致锁失效，可靠性较低。	多节点部署，需多数节点加锁成功，可靠性更高。
适用场景	单Redis实例或对可靠性要求不高的场景。	分布式环境，需强一致性和高可用的场景。
性能开销	低（仅单次操作）。	高（需向多个节点发起请求）。
实现复杂度	简单，仅需单节点操作。	复杂，需处理多节点协调、时钟同步等问题。
安全性	主从切换可能导致锁丢失。	即使部分节点故障，仍能保障锁有效性。

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4. RedLock的争议与注意事项

• 争议点：

  • 时钟漂移：若节点间时钟不同步，可能导致锁提前过期。
  • 客户端停顿：客户端GC或网络延迟可能导致锁失效后仍操作共享资源。

• 实践建议：

  • 仅在需要强一致性的场景使用RedLock，并确保Redis节点独立部署（非虚拟机或容器）。
  • 结合业务设计补偿机制（如幂等性、重试策略）兜底。

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总结

• SET NX：简单高效，适合单节点或低可靠性要求的场景。
• RedLock：通过多节点协作提升可靠性，但需权衡复杂性和性能开销。

• 关键设计原则：

  • 锁的获取与释放必须原子化。
  • 锁需设置合理超时时间，并结合续期机制。
  • 根据业务场景选择锁实现方案（如CAP权衡）。