前言

以前在學校做小項目的時候，用到Redis，基本也只是用來當作緩存。可阿粉在工作中發現，Redis在生產中并不只是當作緩存這么簡單。在阿粉接觸到的項目中，Redis起到了一個分布式鎖的作用，具體情況是這樣的：

該項目在某金融平臺中負責某塊業務，是一個分布式系統，線上大概跑著10個左右的實例。其中有一個步驟需要用戶支付一定的費用，Redis分布式鎖在其中大概處于這么一個位置：

可以看到在上分布式鎖之后，系統做了兩個查詢校驗，然后向數據庫中插入了一條訂單記錄，接著才解鎖進入支付流程。

從業務的角度考慮分布式鎖是好理解的，它保證了查詢及插入數據整個流程的原子性，防止查詢校驗的時候查到臟數據，使得支付前訂單信息落表的操作串行化執行。

盡管從業務上來說很好理解，但使用Redis作為分布式鎖對我來說是個新知識，阿粉打算結合項目中的代碼，深挖一下這個知識點。

正文

1. 為什么要使用分布式鎖

在實際項目中見過分布式鎖后，就不難理解為什么要使用分布式鎖了：總結來說就是分布式系統要訪問共享資源，為了避免并發訪問資源帶來錯誤，我們為共享資源添加一把鎖，讓各個訪問互斥，保證并發訪問的安全性，這就是使用分布式鎖的原因。

2. Redis中分布式鎖的實現

redis中使用分布式鎖很簡單，只要使用setnx指令對某個key上鎖就行：

setnx lock test //上鎖 del lock test //解鎖

當某個key沒有被占用的時候，setnx指令會返回1，否則返回0，這就是Redis中分布式鎖的使用原理。

當然我們還可以在上鎖之后使用expire指令給鎖設置過期時間。

看到這里你可能會有疑問，如果我們的程序流程不使用指令解鎖，靠redis設置時間過期來解鎖，貌似會出問題。假如我們的服務進程在執行setnx之后和執行expire指令之前掛掉了，那這個鎖豈不是永遠都不能被釋放？

沒錯，這確實是個問題，當時人們在Redis的開源社區提出了一堆解決方案專門來解決這個問題，可實現方式都極為復雜。后來Redis的作者在Redis 2.8版本中加入了set指令的擴展參數，使得setnx指令和expire指令能夠同時執行，具體使用像下面這個樣子：

set lock test ex 5 nx ex：設置鍵的過期時間 nx：只在鍵不存在時，才對鍵進行設置操作

從此以后，Redis成為了分布式鎖的寵兒。

3. 分布式鎖在Redis集群中遇到的麻煩

在學習了Redis中分布式鎖的使用后，很快我們便發現了新的問題。在企業中，Redis基本上都是集群部署的，集群部署避免不了要面對某個節點宕機的問題。

我們考慮這么一種情況：假設我們在redis的主節點上添加了一把分布式鎖，不幸的是主節點掛掉了，而且主節點上的鎖還沒有同步到從節點上，如果此時有客戶端來請求獲得同一把鎖，那么它將順利地獲得鎖，之前那把鎖會被無情地忽視掉，這就是分布式鎖在Redis集群中遇到的麻煩。

Redis的作者為了解決這個問題提出了一個叫Redlock的算法，它的原理是這樣的：當上鎖的時候，把set指令發送給過半的節點，只要過半的鎖set成功，就認為這次加鎖成功；當解鎖的時候，會向所有的節點發送del指令。

從這個算法的原理可以看出，由于Redlock需要同時對多個節點進行讀寫，因此使用Redlock加分布式鎖的性能要比單機Redis低很多。因為主從復制出紕漏的概率極低，所以如果對分布式加鎖過程有一定的容錯率的話，可以考慮直接使用set指令；如果追求高可用性，可以考慮使用Redlock算法。

當然，高可用性的分布式鎖不只有Redis的Redlock，我們還可以用zookeeper或者支持事務的數據庫做分布式鎖。

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簡述zookeeper的分布式鎖原理：假設zk用某個節點作為分布式鎖，當不同的客戶端到zk競爭這把鎖的時候，zk會按順序給不同的客戶端創建一個子節點，掛在作為分布式鎖的節點下面。假設第一個來到的客戶端為A，第二個來到的是B，分布式節點下掛的第一個節點就是A，B緊跟著A，且B會監聽著A的生命狀態，當A釋放鎖后A會被刪除，這時B監聽到A被刪除，B接能上位獲得分布式鎖了。

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在公司的項目中，雖然Redis是以集群的方式部署的，但還是使用最基本的set指令獲取分布式鎖，因為這種方式的性能遠遠高于Redlock算法，也高于zk，數據庫等分布式鎖實現方式。

雖然在高性能與低概率的錯誤中選擇了高性能，但項目中還是做了其他工作對錯誤情況進行兜底的，比如在公司的項目中對主從復制時的錯誤情況會拋出異常，然后根據異常會進行一些重試的操作。

總結

這次對Redis分布式鎖的探索算是加深了自己對Redis的理解，但我知道Redis的用處還遠遠不止分布式鎖和緩存，留著后面繼續探索吧。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的还不知道 Redis 分布式锁的背后原理？还不赶快学习一下的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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