展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > Redis分布式锁实例分析

Redis分布式锁实例分析

Redis Assistant
Redis Assistant

Redis Assistant 是一款为Redis设计的高效可视化管理与监控工具,提供多种操作模式,高效处理服务器数据。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

¥19
Windows/macOS/Linux 2026-08-22
正版软件 Windows macOS软件 Linux 数据库管理工具
立即下载

分布式锁概览在多线程的环境下,为了保证一个代码块在同一时间只能由一个线程访问,Java中我们一般可以使用synchronized语法和ReetrantLock去保证,这实际上是本地锁的方式。但是现在公司都是流行分布式架构,在分布式环境下,如何保证不同节点的线程同步执行呢?因此就引出了分布式锁,它是控制分布式系统之间互斥访问共享资源的一种方式。在一个分布式系统中,多台机器上部署了多个服务,当客户端一个用户发起一个数据插入请求时,如果没有分布式锁机制保证,那么那多台机器上的多个服务可能进行并发插入操作,导致数

本文目录

    分布式锁概览

    在多线程的环境下,为了保证一个代码块在同一时间只能由一个线程访问,Java中我们一般可以使用synchronized语法和ReetrantLock去保证,这实际上是本地锁的方式。但是现在公司都是流行分布式架构,在分布式环境下,如何保证不同节点的线程同步执行呢?因此就引出了分布式锁,它是控制分布式系统之间互斥访问共享资源的一种方式。

    在一个分布式系统中,多台机器上部署了多个服务,当客户端一个用户发起一个数据插入请求时,如果没有分布式锁机制保证,那么那多台机器上的多个服务可能进行并发插入操作,导致数据重复插入,对于某些不允许有多余数据的业务来说,这就会造成问题。而分布式锁机制就是为了解决类似这类问题,保证多个服务之间互斥的访问共享资源,如果一个服务抢占了分布式锁,其他服务没获取到锁,就不进行后续操作。大致意思如下图所示:

    Redis分布式锁实例分析

    分布式锁的特点

    分布式锁一般有如下的特点:

    • 互斥性: 同一时刻只能有一个线程持有锁

    • 可重入性: 同一节点上的同一个线程如果获取了锁之后能够再次获取锁

    • 锁超时:和J.U.C中的锁一样支持锁超时,防止死锁

    • 高性能和高可用: 加锁和解锁需要高效,同时也需要保证高可用,防止分布式锁失效

    • 具备阻塞和非阻塞性:能够及时从阻塞状态中被唤醒

    分布式锁的实现方式

    我们一般实现分布式锁有以下几种方式:

    • 基于数据库

    • 基于Redis

    • 基于zookeeper

    Redis普通分布式锁存在的问题

    说到Redis分布式锁,大部分人都会想到:setnx+lua(redis保证执行lua脚本时不执行其他操作,保证操作的原子性),或者知道set key value px milliseconds nx。后一种方式的核心实现命令如下:

    - 获取锁(unique_value可以是UUID等)
    SET resource_name unique_value NX PX 30000
    
    - 释放锁(lua脚本中,一定要比较value,防止误解锁)
    if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then 
        return redis.call("del",KEYS[1])
    else   
        return 0
    end

    这种实现方式有3大要点(也是面试概率非常高的地方):

    1. set命令要用set key value px milliseconds nx;

    2. value要具有唯一性;

    3. 释放锁时要验证value值,不能误解锁;

    事实上这类锁最大的缺点就是它加锁时只作用在一个Redis节点上,即使Redis通过sentinel保证高可用,如果这个master节点由于某些原因发生了主从切换,那么就会出现锁丢失的情况:

    1. 在Redis的master节点上拿到了锁;

    2. 但是这个加锁的key还没有同步到slave节点;

    3. master故障,发生故障转移,slave节点升级为master节点;

    4. 导致锁丢失。

    为了避免单点故障问题,Redis作者antirez基于分布式环境下提出了一种更高级的分布式锁的实现方式:Redlock。Redlock也是Redis所有分布式锁实现方式中唯一能让面试官高潮的方式。

    Redis高级分布式锁:Redlock

    antirez提出的redlock算法大概是这样的:

    在Redis的分布式环境中,我们假设有N个Redis master。这些节点完全互相独立,不存在主从复制或者其他集群协调机制。我们确保将在N个实例上使用与在Redis单实例下相同方法获取和释放锁。现在我们假设有5个Redis master节点,同时我们需要在5台服务器上面运行这些Redis实例,这样保证他们不会同时都宕掉。

    为了取到锁,客户端应该执行以下操作:

    • 获取当前Unix时间,以毫秒为单位。

    • 依次尝试从5个实例,使用相同的key和具有唯一性的value(例如UUID)获取锁。当向Redis请求获取锁时,客户端应该设置一个网络连接和响应超时时间,这个超时时间应该小于锁的失效时间。例如你的锁自动失效时间TTL为10秒,则超时时间应该在5-50毫秒之间。这样可以避免服务器端Redis已经挂掉的情况下,客户端还在死死地等待响应结果。如果服务器端没有在规定时间内响应,客户端应该尽快尝试去另外一个Redis实例请求获取锁。

    • 客户端使用当前时间减去开始获取锁时间(步骤1记录的时间)就得到获取锁使用的时间。当且仅当从大多数(N/2+1,这里是3个节点)的Redis节点都取到锁,并且使用的时间小于锁失效时间时,锁才算获取成功。

    • 如果取到了锁,key的真正有效时间等于有效时间减去获取锁所使用的时间(步骤3计算的结果)。

    • 如果因为某些原因,获取锁失败(没有在至少N/2+1个Redis实例取到锁或者取锁时间已经超过了有效时间),客户端应该在所有的Redis实例上进行解锁(即便某些Redis实例根本就没有加锁成功,防止某些节点获取到锁但是客户端没有得到响应而导致接下来的一段时间不能被重新获取锁)。

    • 此处不讨论时钟漂移

    Redis分布式锁实例分析

    Redlock源码

    redisson已经有对redlock算法封装,接下来对其用法进行简单介绍,并对核心源码进行分析(假设5个redis实例)。

    1. Redlock依赖

    
    
        org.redisson
        redisson
        3.3.2
    

    2. Redlock用法

    首先,我们来看一下redission封装的redlock算法实现的分布式锁用法,非常简单,跟重入锁(ReentrantLock)有点类似:

    Config config = new Config();
    config.useSentinelServers().addSentinelAddress("127.0.0.1:6369","127.0.0.1:6379", "127.0.0.1:6389")
            .setMasterName("masterName")
            .setPassword("password").setDatabase(0);
    RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);
    // 还可以getFairLock(), getReadWriteLock()
    RLock redLock = redissonClient.getLock("REDLOCK_KEY");
    boolean isLock;
    try {
        isLock = redLock.tryLock();
        // 500ms拿不到锁, 就认为获取锁失败。10000ms即10s是锁失效时间。
        isLock = redLock.tryLock(500, 10000, TimeUnit.MILLISECONDS);
        if (isLock) {
            //TODO if get lock success, do something;
        }
    } catch (Exception e) {
    } finally {
        // 无论如何, 最后都要解锁
        redLock.unlock();
    }

    3. Redlock唯一ID

    实现分布式锁的一个非常重要的点就是set的value要具有唯一性,redisson的value是怎样保证value的唯一性呢?答案是UUID+threadId。入口在redissonClient.getLock(“REDLOCK_KEY”),源码在Redisson.java和RedissonLock.java中:

    protected final UUID id = UUID.randomUUID();
    String getLockName(long threadId) {
        return id + ":" + threadId;
    }

    4. Redlock获取锁

    获取锁的代码为redLock.tryLock()或者redLock.tryLock(500, 10000, TimeUnit.MILLISECONDS),两者的最终核心源码都是下面这段代码,只不过前者获取锁的默认租约时间(leaseTime)是LOCK_EXPIRATION_INTERVAL_SECONDS,即30s:

     RFuture tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand command) {
        internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);
        // 获取锁时向5个redis实例发送的命令
        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
                  // 首先分布式锁的KEY不能存在,如果确实不存在,那么执行hset命令(hset REDLOCK_KEY uuid+threadId 1),并通过pexpire设置失效时间(也是锁的租约时间)
                  "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
                      "redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                      "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                      "return nil; " +
                  "end; " +
                  // 如果分布式锁的KEY已经存在,并且value也匹配,表示是当前线程持有的锁,那么重入次数加1,并且设置失效时间
                  "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
                      "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                      "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                      "return nil; " +
                  "end; " +
                  // 获取分布式锁的KEY的失效时间毫秒数
                  "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",
                  // 这三个参数分别对应KEYS[1],ARGV[1]和ARGV[2]
                    Collections.singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
    }

    获取锁的命令中,

    • KEYS[1]就是Collections.singletonList(getName()),表示分布式锁的key,即REDLOCK_KEY;

    • ARGV[1]就是internalLockLeaseTime,即锁的租约时间,默认30s;

    • ARGV[2]就是getLockName(threadId),是获取锁时set的唯一值,即UUID+threadId:

    5. Redlock释放锁

    释放锁的代码为redLock.unlock(),核心源码如下:

    protected RFuture unlockInnerAsync(long threadId) {
        // 向5个redis实例都执行如下命令
        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
                // 如果分布式锁KEY不存在,那么向channel发布一条消息
                "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
                    "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +
                    "return 1; " +
                "end;" +
                // 如果分布式锁存在,但是value不匹配,表示锁已经被占用,那么直接返回
                "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " +
                    "return nil;" +
                "end; " +
                // 如果就是当前线程占有分布式锁,那么将重入次数减1
                "local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " +
                // 重入次数减1后的值如果大于0,表示分布式锁有重入过,那么只设置失效时间,还不能删除
                "if (counter > 0) then " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " +
                    "return 0; " +
                "else " +
                    // 重入次数减1后的值如果为0,表示分布式锁只获取过1次,那么删除这个KEY,并发布解锁消息
                    "redis.call('del', KEYS[1]); " +
                    "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +
                    "return 1; "+
                "end; " +
                "return nil;",
                // 这5个参数分别对应KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]和ARGV[3]
                Arrays.asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage, internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
    
    }

    Redis实现的分布式锁轮子

    下面利用SpringBoot + Jedis + AOP的组合来实现一个简易的分布式锁。

    1. 自定义注解

    自定义一个注解,被注解的方法会执行获取分布式锁的逻辑

    @Target(ElementType.METHOD)
    @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
    @Documented
    @Inherited
    public @interface RedisLock {
        /**
         * 业务键
         *
         * @return
         */
        String key();
        /**
         * 锁的过期秒数,默认是5秒
         *
         * @return
         */
        int expire() default 5;
    
        /**
         * 尝试加锁,最多等待时间
         *
         * @return
         */
        long waitTime() default Long.MIN_VALUE;
        /**
         * 锁的超时时间单位
         *
         * @return
         */
        TimeUnit timeUnit() default TimeUnit.SECONDS;
    }

    2. AOP拦截器实现

    在AOP中我们去执行获取分布式锁和释放分布式锁的逻辑,代码如下:

    @Aspect
    @Component
    public class LockMethodAspect {
        @Autowired
        private RedisLockHelper redisLockHelper;
        @Autowired
        private JedisUtil jedisUtil;
        private Logger logger = LoggerFactory.getLogger(LockMethodAspect.class);
    
        @Around("@annotation(com.redis.lock.annotation.RedisLock)")
        public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint) {
            Jedis jedis = jedisUtil.getJedis();
            MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
            Method method = signature.getMethod();
    
            RedisLock redisLock = method.getAnnotation(RedisLock.class);
            String value = UUID.randomUUID().toString();
            String key = redisLock.key();
            try {
                final boolean islock = redisLockHelper.lock(jedis,key, value, redisLock.expire(), redisLock.timeUnit());
                logger.info("isLock : {}",islock);
                if (!islock) {
                    logger.error("获取锁失败");
                    throw new RuntimeException("获取锁失败");
                }
                try {
                    return joinPoint.proceed();
                } catch (Throwable throwable) {
                    throw new RuntimeException("系统异常");
                }
            }  finally {
                logger.info("释放锁");
                redisLockHelper.unlock(jedis,key, value);
                jedis.close();
            }
        }
    }

    3. Redis实现分布式锁核心类

    @Component
    public class RedisLockHelper {
        private long sleepTime = 100;
        /**
         * 直接使用setnx + expire方式获取分布式锁
         * 非原子性
         *
         * @param key
         * @param value
         * @param timeout
         * @return
         */
        public boolean lock_setnx(Jedis jedis,String key, String value, int timeout) {
            Long result = jedis.setnx(key, value);
            // result = 1时,设置成功,否则设置失败
            if (result == 1L) {
                return jedis.expire(key, timeout) == 1L;
            } else {
                return false;
            }
        }
    
        /**
         * 使用Lua脚本,脚本中使用setnex+expire命令进行加锁操作
         *
         * @param jedis
         * @param key
         * @param UniqueId
         * @param seconds
         * @return
         */
        public boolean Lock_with_lua(Jedis jedis,String key, String UniqueId, int seconds) {
            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";
            List keys = new ArrayList<>();
            List values = new ArrayList<>();
            keys.add(key);
            values.add(UniqueId);
            values.add(String.valueOf(seconds));
            Object result = jedis.eval(lua_scripts, keys, values);
            //判断是否成功
            return result.equals(1L);
        }
    
        /**
         * 在Redis的2.6.12及以后中,使用 set key value [NX] [EX] 命令
         *
         * @param key
         * @param value
         * @param timeout
         * @return
         */
        public boolean lock(Jedis jedis,String key, String value, int timeout, TimeUnit timeUnit) {
            long seconds = timeUnit.toSeconds(timeout);
            return "OK".equals(jedis.set(key, value, "NX", "EX", seconds));
        }
    
        /**
         * 自定义获取锁的超时时间
         *
         * @param jedis
         * @param key
         * @param value
         * @param timeout
         * @param waitTime
         * @param timeUnit
         * @return
         * @throws InterruptedException
         */
        public boolean lock_with_waitTime(Jedis jedis,String key, String value, int timeout, long waitTime,TimeUnit timeUnit) throws InterruptedException {
            long seconds = timeUnit.toSeconds(timeout);
            while (waitTime >= 0) {
                String result = jedis.set(key, value, "nx", "ex", seconds);
                if ("OK".equals(result)) {
                    return true;
                }
                waitTime -= sleepTime;
                Thread.sleep(sleepTime);
            }
            return false;
        }
        /**
         * 错误的解锁方法—直接删除key
         *
         * @param key
         */
        public void unlock_with_del(Jedis jedis,String key) {
            jedis.del(key);
        }
    
        /**
         * 使用Lua脚本进行解锁操纵,解锁的时候验证value值
         *
         * @param jedis
         * @param key
         * @param value
         * @return
         */
        public boolean unlock(Jedis jedis,String key,String value) {
            String luaScript = "if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                    "return redis.call('del',KEYS[1]) else return 0 end";
            return jedis.eval(luaScript, Collections.singletonList(key), Collections.singletonList(value)).equals(1L);
        }
    }

    4. Controller层控制

    定义一个TestController来测试我们实现的分布式锁

    @RestController
    public class TestController {
        @RedisLock(key = "redis_lock")
        @GetMapping("/index")
        public String index() {
            return "index";
        }
    }
    本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
    作者最新文章
    编程开发
    相关文章 更多
    精品专题 更多
    装机必备

    正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

    Windows

    正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

    PDF教程

    正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

    macOS软件

    正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

    IOS软件

    正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

    AI

    正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

    Mac软件 更多
    Aperty macOS版
    Aperty macOS版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw macOS版
    AionClaw macOS版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy macOS版
    Loomy macOS版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirBuddy 3 macOS版
    AirBuddy 3 macOS版

    AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

    AirServer macOS版
    AirServer macOS版

    AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

    AnyDesk macOS版
    AnyDesk macOS版

    AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

    WINDOWS 更多
    讯飞绘文 网页版
    讯飞绘文 网页版

    讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

    Maya(Autodesk Maya) Windows版
    Maya(Autodesk Maya) Windows版

    Autodesk Maya 是面向影视、电视、动画和游戏行业的专业三维制作软件,集多边形与 NURBS 建模、角色绑定、关键帧和动作捕捉动画、Bifrost 特效模拟、材质开发及 Arnold 渲染于一体,

    Aperty Windows版
    Aperty Windows版

    Aperty 是 Skylum 推出的 AI 人像修图软件,支持自然肤质修饰、瑕疵处理、面部与身体调整、预设及批量同步。

    火山引擎 网页版
    火山引擎 网页版

    火山引擎是字节跳动旗下企业级云与AI服务平台。聚焦大模型核心能力,依托字节自研豆包多模态大模型,凭借火山方舟一站式平台,提供模型精调、推理部署、智能应用搭建等全链路服务,结合高性能AI算力,助力各行业快速落地大模型数字化与智能化应用。

    立刻MV 网页版
    立刻MV 网页版

    立刻MV 面向音乐人、内容创作者和品牌团队,帮助用户低成本完成歌曲 MV、歌词视频、AI 分镜、图生视频与最终合成。

    蛙蛙写作 网页版
    蛙蛙写作 网页版

    蛙蛙写作 AI 创作工具,覆盖小说、剧本、文案,一键生成文稿,打通文字转视频全流程,高效解决创作难题。

    讯飞智作 网页版
    讯飞智作 网页版

    讯飞智作是一款基于语音合成技术、虚拟人驱动技术与数字人形象声音构建能力的 AI 数字人音视频创作平台。

    超级简历WonderCV 网页版
    超级简历WonderCV 网页版

    超级简历WonderCV是面向应届生和AI小白的智能求职平台,覆盖简历、面试与职业规划。

    音述AI 网页版
    音述AI 网页版

    音述AI,是一个以“用声音述说故事”为核心的 AI 音乐创作与声音分享社区。

    AionClaw Windows版
    AionClaw Windows版

    AionClaw 是可在桌面端运行的任务型 AI 助手,通过数字专家与技能市场组合办公、创作、数据和开发能力。

    Loomy Windows版
    Loomy Windows版

    Loomy 是科大讯飞推出的桌面 AI 助手,可通过对话、任务与工作目录协助处理办公、内容创作和资料整理。

    AirServer Windows版
    AirServer Windows版

    AirServer Windows版可把电脑变成AirPlay、Google Cast和Miracast无线投屏接收端,适合会议演示、课堂教学及家庭大屏分享。发送设备通常无需另装客户端,并可同时接收和智能排列多个镜像会话。

    即将离开本站
    您即将前往第三方网站,请确认是否继续?

    网站备案号:苏ICP备2026018738号-1 联系邮箱:bd@zhengruan.com

    Copyright ©2018-2026