Redis分布式锁详解：从单机到集群环境的完整解决方案

Redis分布式锁详解：从单机到集群环境的完整解决方案

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_42675423/article/details/137255417

在分布式系统中，分布式锁是一种重要的同步机制，用于控制多个节点对共享资源的访问。本文将详细介绍如何使用Redis实现分布式锁，并针对单机Redis和集群Redis环境中的各种问题提供解决方案。

场景1：单机环境下的同步锁

在单机系统中，可以使用JVM级别的同步锁来实现加锁。所有线程都需要等待锁的释放。

场景2：分布式环境下的分布式锁

在分布式系统中，JVM级别的同步锁不再适用，因为只能锁住一个分布式节点。解决方案是使用Redis的setNX命令实现分布式锁。

setNX key value

• key：锁的名称
• value：锁对应的值
• 如果Redis中没有该锁，返回1，加锁成功
• 如果Redis中已有该锁，返回0，加锁失败
• 解锁：del key

场景3：节点加锁后宕机

如果节点在处理业务过程中宕机，会导致分布式锁无法释放。解决方案是在分布式锁中添加过期时间。

SET key value EX 10 NX

• 设置key的过期时间为10秒
• 解锁：del key

场景4：分布式锁过期释放问题

过期时间设置不当或GC时间过长可能导致锁提前释放。解决方案包括：

1. 启动异步线程定时续期（watchdog机制）
2. 使用唯一UUID+线程ID作为value，确保只释放自己的锁

SET ${lockName} 唯一的ID值 EX 10 NX

解锁时需要使用Lua脚本保证原子性：

current_value = get ${lockName}
if ${唯一的ID值} == current_value then
    DEL ${lockName}
end

场景5：Redis集群环境中的主备切换问题

在主备切换时，可能会导致锁丢失。解决方案是向所有节点发送加锁请求，只有当半数以上节点加锁成功才认为加锁成功。

场景6：网络延迟造成的锁过期问题

在网络延迟较大的情况下，可能会导致锁提前过期。解决方案是在加锁时记录时间戳，并设置请求超时时间。

1. 记录加锁时的当前时间戳t1
2. 向所有节点发出加锁请求，为每一个请求设置超时时间（小于锁过期时间ttl），并记录最后收到返回的时间戳t2
3. 获取锁成功数量达到半数以上，并且t2-t1 < ttl才认为加锁成功

总结

• 单机Redis

  1. 增加过期时间：解决应用宕机，锁无法释放的问题
  2. 增加线程ID，表示锁的归属：解决锁被其他线程释放的问题
  3. 增加watchdog，为锁自动续期：解决锁被自动清理的问题

• 集群Redis

  1. 向所有节点发送加锁请求，半数成功：解决主从切换后的数据不同步问题
  2. 增加请求超时时间，判断请求时间的消耗：解决网络延迟造成的锁过期问题

本文详细介绍了Redis分布式锁的各种应用场景和解决方案，对于分布式系统开发人员具有很高的参考价值。