Redis 异步锁的分析与解决方案

Author： Mr.Pat
发布时间：August 27, 2022
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3206 words
Categories： Database

# Redis 异步锁的分析与解决方案

### 1. SETNX + EXPIRE

> setnx 跟 expire 分开执行，并不是原子操作，会有死锁产生的可能

```java
if（redis.setnx(lockKey,lockValue) == 1）{ 
    expire（lockKey，100);  // set expired time
    try {
        //@todo 
    }catch(Exception e){
  
    }finally{
       redis.del(key_resource_id); //release
    }
}
```

### 2. SETNX + value (expire time)

> 1) 要求每个 server 时间保持一致
> 2) 如果锁过期的时间，同时又多个请求 getset ,最终只有一个拿到锁，但是过期时间有可能被覆盖
> 3) 该锁没有唯一标识，可能被别的客户端 释放/解锁

```java
long expires = System.currentTimeMillis() + expireTime; // get current time
String expiresStr = String.valueOf(expires);

// if not lock before
if (jedis.setnx(key_resource_id, expiresStr) == 1) {
        return true;
} 
// get the value of the lock
String currentValueStr = jedis.get(key_resource_id);

// compare the time , current time > lock time , update the lock time
if (currentValueStr != null && Long.parseLong(currentValueStr) < System.currentTimeMillis()) {
    String oldValueStr = jedis.getSet(key_resource_id, expiresStr);
  
    // avoid data update in other way
    if (oldValueStr != null && oldValueStr.equals(currentValueStr)) {
         return true;
    }
}
    return false;
}
```

### 3. LUA Script

> LUA 是原子操作

```java
String lua_scripts = "if redis.call('setnx',KEYS[1],ARGV[1]) == 1 then" +
            " redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2]) return 1 else return 0 end";   
Object result = jedis.eval(lua_scripts, Collections.singletonList(key_resource_id), Collections.singletonList(values));
//判断是否成功
return result.equals(1L);
```

### 4. Set Extra CMD

> 1) 锁过期了，业务逻辑还没处理完，在 call 多个 api 时，时常会出现这种 case
> 2) 当处理完业务逻辑后，去 release lock ,但是可能释放别的锁（可能）*key_resource_id not unique*

```java
// SET key value[EX seconds][PX milliseconds][NX|XX]
// NX : set when the key not exist
// XX : set when the key is exist
// EX : expired time => seconds
// PX : expired time => milliseconds
if（jedis.set(key_resource_id, lock_value, "NX", "EX", 100s) == 1）{ //加锁
  try {
    //@todo
  }catch(){
  }finally{
       jedis.del(key_resource_id); 
  }
}
```

### 5. Set Extra CMD (Unique)

> 1) 还是存在锁过期了，业务逻辑还没处理完，在 call 多个 api 时，时常会出现这种 case

```java
if（jedis.set(key_resource_id, uni_request_id, "NX", "EX", 100s) == 1）{ //加锁
  try {
        //@todo
  }catch(){
  }finally {
        // you can use lua script to replace
     if (uni_request_id.equals(jedis.get(key_resource_id))) {
        jedis.del(lockKey); 
      }
  }
}

// Lua script
if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then 
   return redis.call('del',KEYS[1]) 
else
   return 0
end;
```

### 6. Redisson Framework (watch dog)

> 开一个守护进程，每过一段时间看锁被释放没有，没有的话给锁加时间。

### 7.Redlock + Redisson

* 获取当前时间，以毫秒为单位。
* 按顺序向 5 个 master 节点请求加锁。客户端设置网络连接和响应超时时间，并且超时时间要小于锁的失效时间。（假设锁自动失效时间为10秒，则超时时间一般在 5-50 毫秒之间,我们就假设超时时间是 50ms 吧）。如果超时，跳过该master节点，尽快去尝试下一个master节点。
* 客户端使用当前时间减去开始获取锁时间（即步骤1记录的时间），得到获取锁使用的时间。当且仅当超过一半（N/2+1，这里是 5/2+1=3 个节点）的 Redis master 节点都获得锁，并且使用的时间小于锁失效时间时，锁才算获取成功。（10s> 30ms+40ms+50ms+4m0s+50ms）
* 如果取到了锁，key 的真正有效时间就变啦，需要减去获取锁所使用的时间。
* 如果获取锁失败（没有在至少 N/2+1 个 master 实例取到锁，有或者获取锁时间已经超过了有效时间），客户端要在所有的master节点上解锁（即便有些master节点根本就没有加锁成功，也需要解锁，以防止有些漏网之鱼）。

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Redis 异步锁的分析与解决方案

Mr.Pat • 2022 年 08 月 27 日

# Redis 异步锁的分析与解决方案

### 1. SETNX + EXPIRE

> setnx 跟 expire 分开执行，并不是原子操作，会有死锁产生的可能

### 2. SETNX + value (expire time)

```java
long expires = System.currentTimeMillis() + expireTime; // get current time
String expiresStr = String.valueOf(expires);

// if not lock before
if (jedis.setnx(key_resource_id, expiresStr) == 1) {
        return true;
} 
// get the value of the lock
String currentValueStr = jedis.get(key_resource_id);

### 3. LUA Script

> LUA 是原子操作

### 4. Set Extra CMD

### 5. Set Extra CMD (Unique)

> 1) 还是存在锁过期了，业务逻辑还没处理完，在 call 多个 api 时，时常会出现这种 case

// Lua script
if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then 
   return redis.call('del',KEYS[1]) 
else
   return 0
end;
```

### 6. Redisson Framework (watch dog)

> 开一个守护进程，每过一段时间看锁被释放没有，没有的话给锁加时间。

### 7.Redlock + Redisson

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