使用Redis SETNX 命令實現分布式鎖

使用redis的 setnx 命令可以實現分布式鎖，下文介紹其實現方法。

setnx key value

將 key 的值設為 value，當且僅當 key 不存在。

若給定的 key 已經存在，則 setnx 不做任何動作。

setnx 是set if not exists的簡寫。

返回整數，具體為

- 1，當 key 的值被設定

- 0，當 key 的值沒被設定

redis> setnx mykey 「hello」

(integer) 1

redis> setnx mykey 「hello」

(integer) 0

redis> get mykey

「hello」

redis>

多個程序執行以下redis命令：

setnx lock.foo

如果 setnx 返回1，說明該程序獲得鎖，setnx將鍵 lock.foo 的值設定為鎖的超時時間（當前時間 + 鎖的有效時間）。

如果 setnx 返回0，說明其他程序已經獲得了鎖，程序不能進入臨界區。程序可以在乙個迴圈中不斷地嘗試 setnx 操作，以獲得鎖。

考慮一種情況，如果程序獲得鎖後，斷開了與 redis 的連線（可能是程序掛掉，或者網路中斷），如果沒有有效的釋放鎖的機制，那麼其他程序都會處於一直等待的狀態，即出現「死鎖」。

上面在使用 setnx 獲得鎖時，我們將鍵 lock.foo 的值設定為鎖的有效時間，程序獲得鎖後，其他程序還會不斷的檢測鎖是否已超時，如果超時，那麼等待的程序也將有機會獲得鎖。

然而，鎖超時時，我們不能簡單地使用 del 命令刪除鍵 lock.foo 以釋放鎖。考慮以下情況，程序p1已經首先獲得了鎖 lock.foo，然後程序p1掛掉了。程序p2，p3正在不斷地檢測鎖是否已釋放或者已超時，執行流程如下：

從上面的情況可以得知，在檢測到鎖超時後，程序不能直接簡單地執行 del 刪除鍵的操作以獲得鎖。

為了解決上述演算法可能出現的多個程序同時獲得鎖的問題，我們再來看以下的演算法。

我們同樣假設程序p1已經首先獲得了鎖 lock.foo，然後程序p1掛掉了。接下來的情況：

另外，值得注意的是，在程序釋放鎖，即執行 del lock.foo 操作前，需要先判斷鎖是否已超時。如果鎖已超時，那麼鎖可能已由其他程序獲得，這時直接執行 del lock.foo 操作會導致把其他程序已獲得的鎖釋放掉。

用以下python**來實現上述的使用 setnx 命令作分布式鎖的演算法。

lock_timeout = 3
lock = 0
lock_timeout = 0
lock_key = 'lock.foo'
# 獲取鎖
while lock != 1:
now = int(time.time())
lock_timeout = now + lock_timeout + 1
lock = redis_client.setnx(lock_key, lock_timeout)
if lock == 1
or (now > int(redis_client.get(lock_key))) and now > int(redis_client.getset(lock_key, lock_timeout)):
break
else:
time.sleep(0.001)
# 已獲得鎖
do_job()
# 釋放鎖
now = int(time.time())
if now < lock_timeout:
redis_client.delete(lock_key)

使用Redis SETNX 命令實現分布式鎖

詳解使用Redis SETNX 命令實現分布式鎖

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