Redis有一系列的命令,特點是以NX結尾,NX是Not eXists的縮寫,如SETNX命令就應該理解為:SET if Not eXists。這系列的命令非常有用,這里講使用SETNX來實現(xiàn)分布式鎖。
用SETNX實現(xiàn)分布式鎖
利用SETNX非常簡單地實現(xiàn)分布式鎖。例如:某客戶端要獲得一個名字foo的鎖,客戶端使用下面的命令進行獲取:
SETNX lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1>
如返回1,則該客戶端獲得鎖,把lock.foo的鍵值設置為時間值表示該鍵已被鎖定,該客戶端最后可以通過DEL lock.foo來釋放該鎖。
如返回0,表明該鎖已被其他客戶端取得,這時我們可以先返回或進行重試等對方完成或等待鎖超時。
解決死鎖
上面的鎖定邏輯有一個問題:如果一個持有鎖的客戶端失敗或崩潰了不能釋放鎖,該怎么解決?我們可以通過鎖的鍵對應的時間戳來判斷這種情況是否發(fā)生了,如果當前的時間已經(jīng)大于lock.foo的值,說明該鎖已失效,可以被重新使用。
發(fā)生這種情況時,可不能簡單的通過DEL來刪除鎖,然后再SETNX一次,當多個客戶端檢測到鎖超時后都會嘗試去釋放它,這里就可能出現(xiàn)一個競態(tài)條件,讓我們模擬一下這個場景:
C0操作超時了,但它還持有著鎖,C1和C2讀取lock.foo檢查時間戳,先后發(fā)現(xiàn)超時了。
C1 發(fā)送DEL lock.foo
C1 發(fā)送SETNX lock.foo 并且成功了。
C2 發(fā)送DEL lock.foo
C2 發(fā)送SETNX lock.foo 并且成功了。
這樣一來,C1,C2都拿到了鎖!問題大了!
幸好這種問題是可以避免D,讓我們來看看C3這個客戶端是怎樣做的:
C3發(fā)送SETNX lock.foo 想要獲得鎖,由于C0還持有鎖,所以Redis返回給C3一個0
C3發(fā)送GET lock.foo 以檢查鎖是否超時了,如果沒超時,則等待或重試。
反之,如果已超時,C3通過下面的操作來嘗試獲得鎖:
GETSET lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1>
通過GETSET,C3拿到的時間戳如果仍然是超時的,那就說明,C3如愿以償拿到鎖了。
如果在C3之前,有個叫C4的客戶端比C3快一步執(zhí)行了上面的操作,那么C3拿到的時間戳是個未超時的值,這時,C3沒有如期獲得鎖,需要再次等待或重試。留意一下,盡管C3沒拿到鎖,但它改寫了C4設置的鎖的超時值,不過這一點非常微小的誤差帶來的影響可以忽略不計。
注意:為了讓分布式鎖的算法更穩(wěn)鍵些,持有鎖的客戶端在解鎖之前應該再檢查一次自己的鎖是否已經(jīng)超時,再去做DEL操作,因為可能客戶端因為某個耗時的操作而掛起,操作完的時候鎖因為超時已經(jīng)被別人獲得,這時就不必解鎖了。