Redis之(三) 分布式鎖

2022-05-10 13:48:22 字數 2457 閱讀 6514

分布式應用進行邏輯處理時經常會遇到併發問題。對於單程序的併發場景,我們可以使用語言或者類庫提供的鎖,而對於分布式場景,我們可以使用分布式鎖。

分布式鎖的實現方法也有很多,memcached分布式鎖、zookeeper分布式鎖等等,當然,redis分布式鎖也是很有代表性的分布式鎖的實現方式。

例子:某個操作需要修改使用者的狀態,首先需要讀取出使用者的狀態,在記憶體中進行修改後再把它存回去。這樣的操作如果同時進行了,就會出現併發問題,因為讀取和儲存狀態這兩個操作不是原子的。

ps:原子操作指不會被執行緒排程機制打斷的操作;這種操作一旦開始,就一直執行到結束,中間不會有任何的context switch 執行緒切換。

這個時候就要使用到分布式鎖來限制程式的併發執行,redis分布式鎖使用非常廣泛。

分布式鎖本質上要實現的目標就是在redis裡面佔乙個座位,當別的程序也要來坐這個位置時,發現座位已經被佔了,就只能等待或稍後再檢視。

佔座位(也就是加鎖)一般用setnx(set if not exists)指令,並且只允許被乙個客戶端占領,先來先占領,用完了,再使用del指令釋放。

//

這裡的冒號:就是乙個普通的字元,沒特別含義,它可以是任意其它字元,不要誤解

> setnx lock:codehole true

ok...

dosomething critical ...

>del lock:codehole

(integer) 1...

但是如果我們加鎖後,乙個得到鎖的程序在執行過程中掛掉或者是我們忘記了釋放鎖,那麼這塊資源會被永久地鎖住,造成死鎖,鎖永遠得不到釋放。

於是我們在拿到鎖之後,可以給鎖expire命令 再增加乙個過期時間,比如說5s,那麼及時中途出現異常亦可以保證5s後鎖會自動釋放。

> setnx lock:codehole true

ok> expire lock:codehole 5...

dosomething critical ...

>del lock:codehole

(integer) 1

但是這樣也還是有可能出現問題的。原因就在於setnxexpire這兩條指令是非原子性的指令。

我們可以設想以下的場景:

節點1中線程a執行了 setnx 指令,獲得了鎖但是還沒有執行 expire 指令,這個時候突然節點1的機器宕機了。

這樣一來,這把鎖就沒有了過期時間,變得永不過期,依舊會出現死鎖。

為了解決這個問題,redis在2.6.12以上的版本中增加了set指令以及其可選引數,取代了setnx指令,使得setnx和expire指令可以一起執行。

> set lock:codehole true ex 5nx

ok...

dosomething critical ...

> del lock:codehole

redis的分布式鎖不能解決超時問題,如果在加鎖和釋放鎖之間的邏輯執行的太長,超出了鎖的超時限制,就會出現問題。

因為這個時候鎖過期了,第二個執行緒重新持有了這把鎖,但是緊接著第乙個執行緒執行完之後,會將這個鎖給釋放掉。

這會導致乙個後果:第三個執行緒會在第二個執行緒的執行過程之間拿到鎖。

為了避免這個問題,redis 分布式鎖不要用於較長時間的任務。

如果真的偶爾出現了,資料出現的小波錯亂可能需要人工介入解決。

我們可以讓獲得鎖的執行緒開啟乙個守護執行緒,用來給快要過期的鎖續航。

過去了29s,執行緒a還沒有執行完畢,這個時候守護執行緒會執行 expire 指令。為這把鎖續命20s,守護執行緒在29s後,每20s執行一次。

執行緒a執行完之後,則關閉守護執行緒。

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