Redis分布式鎖

畢業后一直做.Net工作，我喜歡C#更優美簡潔的語法（雖然有些關鍵字或者類的命名有點隱晦）。當然Java也不能丟掉，Java的很多開源技術更能讓我拓展視野，在分布式方面也更容易上手。空余時間正在將自己的一個個人項目用java重寫，設計為一個分布式的項目，其中有減庫存的操作。要做到全局同步，分布式鎖正好用於解決此問題，在分布式環境下，多線程共享臨界資源的場景下，分布式鎖是一種非常重要的組件。Redis的單線程，setnx命令也是得天獨厚。

我定義了一個接口，希望在將來做Redisson RedLock算法實現和ZK的分布式鎖實現。下面lock是阻塞鎖，實現應包含重試機制，trylock是非阻塞鎖。

public interface DistributedLocker {

    boolean lock(String key) throws InterruptedException;

    boolean lock(String key,int expireSecond,int waitSecond) throws InterruptedException;

    boolean tryLock(String key);

    boolean tryLock(String key,int expireSecond);

    boolean releaseLock(String key);
}

public class RedisLocker implements DistributedLocker {

    private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
    private JedisClient jedisClient;

    public void setClient(JedisClient client) {
        this.jedisClient = client;
    }

    private final int defaultExpireSeconds = 5;

    private final int defaultWaitSeconds = 100;

    @Override
    public boolean lock(String key) throws InterruptedException {

        return lock(key, defaultExpireSeconds, defaultWaitSeconds);
    }

    @Override
    public boolean lock(String key, int expireSecond, int waitSecond) throws InterruptedException {
        int maxDelayMillis = waitSecond * 1000;
        boolean isLockSucceed=false;
        while (maxDelayMillis>0){
            int delayTime = (int) (Math.random() * 20);
            maxDelayMillis-=delayTime;
            Thread.sleep(delayTime);
            System.out.println("wait "+delayTime);
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            isLockSucceed= tryLock(key,expireSecond);
            long endTime = System.currentTimeMillis();
            System.out.println("network"+(endTime-startTime));
            maxDelayMillis=maxDelayMillis-delayTime-(int)(endTime-startTime);
            System.out.println("剩余"+maxDelayMillis);
            if (isLockSucceed){
                System.out.println("lock ok 剩余"+maxDelayMillis);
                break;
            }
        }

        return isLockSucceed;
    }

    @Override
    public boolean tryLock(String key) {
        return tryLock(key, defaultExpireSeconds);
    }

    @Override
    public boolean tryLock(String key, int expireSeconds) {

        String lockToken = threadLocal.get();
        if (StringUtils.isBlank(lockToken)) {
            System.out.println("token為空" + lockToken);
            lockToken = UUID.randomUUID().toString();
            threadLocal.set(lockToken);
        }

        boolean isLockSucceed = jedisClient.setNX(key, lockToken);
        if (isLockSucceed) {    //如果加鎖成功
            jedisClient.expire(key, expireSeconds);
        } else {//如果加鎖失敗  判斷是否應該重入
            String tokenFromRedis = jedisClient.get(key);
            System.out.println("tokenFromRedis：" + tokenFromRedis);
            if (lockToken.equals(tokenFromRedis)) {
                isLockSucceed = true;//可重入
                System.out.println("重入成功");
            }
        }
        System.out.println("獲取鎖結果" + isLockSucceed + " token為" + lockToken);
        return isLockSucceed;
    }

    @Override
    public boolean releaseLock(String key) {
        return jedisClient.del(key);
    }
}

可靠性分析：

1. key是一定要設置過期時間的，setnx原生命令不包含expire選項，需要使用key的命令。非原子操作遇到expire命令不成功也許是個災難。原生的命令好像支持直接帶expire 在jedis中不確定是不是版本問題 需要再確認。

2. 釋放鎖，也就是del key的時候，命令可能會執行失敗，導致其他線程長期拿不到鎖。

3. 鎖丟失，為了解決單點問題，可能引入主從加哨兵（master&&slave&&sentinel），或者集群（redis cluster）。拿主從來說，如果master setnx命令執行成功，在數據未同步給slave的瞬間， master掛掉，從升主。這時 一個setnx的key，可能會被兩個線程set成功，也就是兩個線程都拿到了鎖。

4. 臨界時間，如果一個線程使用鎖后，准備del 鎖，這時key過期了，其他線程立即創建key 持有鎖，現在del命令到達redis並刪除了剛創建的key，就很慘了。