面试必问:如何实现Redis分布式锁
摘要:今天我们来聊聊分布式锁这块知识,具体的来看看Redis分布式锁的实现原理。
一、写在前面
现在面试,一般都会聊聊分布式系统这块的东西。通常面试官都会从服务框架(Spring Cloud、Dubbo)聊起,一路聊到分布式事务、分布式锁、ZooKeeper等知识。
所以咱们这篇文章就来聊聊分布式锁这块知识,具体的来看看Redis分布式锁的实现原理。
说实话,如果在公司里落地生产环境用分布式锁的时候,一定是会用开源类库的,比如Redis分布式锁,一般就是用Redisson框架就好了,非常的简便易用。
大家如果有兴趣,可以去看看Redisson的官网,看看如何在项目中引入Redisson的依赖,然后基于Redis实现分布式锁的加锁与释放锁。
下面给大家看一段简单的使用代码片段,先直观的感受一下:

怎么样,上面那段代码,是不是感觉简单的不行!
此外,人家还支持redis单实例、redis哨兵、redis cluster、redis master-slave等各种部署架构,都可以给你完美实现。
二、Redisson实现Redis分布式锁的底层原理
好的,接下来就通过一张手绘图,给大家说说Redisson这个开源框架对Redis分布式锁的实现原理。

(1)加锁机制
咱们来看上面那张图,现在某个客户端要加锁。如果该客户端面对的是一个redis cluster集群,他首先会根据hash节点选择一台机器。
这里注意,仅仅只是选择一台机器!这点很关键!
紧接着,就会发送一段lua脚本到redis上,那段lua脚本如下所示:

为啥要用lua脚本呢?
因为一大坨复杂的业务逻辑,可以通过封装在lua脚本中发送给redis,保证这段复杂业务逻辑执行的原子性。
那么,这段lua脚本是什么意思呢?
KEYS[1]代表的是你加锁的那个key,比如说:
RLock lock = redisson.getLock("myLock");
这里你自己设置了加锁的那个锁key就是“myLock”。
ARGV[1]代表的就是锁key的默认生存时间,默认30秒。
ARGV[2]代表的是加锁的客户端的ID,类似于下面这样:
8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1
给大家解释一下,第一段if判断语句,就是用“exists myLock”命令判断一下,如果你要加锁的那个锁key不存在的话,你就进行加锁。
如何加锁呢?很简单,用下面的命令:
hset myLock
8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1 1
通过这个命令设置一个hash数据结构,这行命令执行后,会出现一个类似下面的数据结构:

上述就代表“8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1”这个客户端对“myLock”这个锁key完成了加锁。
接着会执行“pexpire myLock 30000”命令,设置myLock这个锁key的生存时间是30秒。
好了,到此为止,ok,加锁完成了。
(2)锁互斥机制
那么在这个时候,如果客户端2来尝试加锁,执行了同样的一段lua脚本,会咋样呢?
很简单,第一个if判断会执行“exists myLock”,发现myLock这个锁key已经存在了。
接着第二个if判断,判断一下,myLock锁key的hash数据结构中,是否包含客户端2的ID,但是明显不是的,因为那里包含的是客户端1的ID。
所以,客户端2会获取到pttl myLock返回的一个数字,这个数字代表了myLock这个锁key的剩余生存时间。比如还剩15000毫秒的生存时间。
此时客户端2会进入一个while循环,不停的尝试加锁。
(3)watch dog自动延期机制
客户端1加锁的锁key默认生存时间才30秒,如果超过了30秒,客户端1还想一直持有这把锁,怎么办呢?
简单!只要客户端1一旦加锁成功,就会启动一个watch dog看门狗,他是一个后台线程,会每隔10秒检查一下,如果客户端1还持有锁key,那么就会不断的延长锁key的生存时间。
(4)可重入加锁机制
那如果客户端1都已经持有了这把锁了,结果可重入的加锁会怎么样呢?
比如下面这种代码:

这时我们来分析一下上面那段lua脚本。
第一个if判断肯定不成立,“exists myLock”会显示锁key已经存在了。
第二个if判断会成立,因为myLock的hash数据结构中包含的那个ID,就是客户端1的那个ID,也就是“8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1”
此时就会执行可重入加锁的逻辑,他会用:
incrby myLock
8743c9c0-0795-4907-87fd-6c71a6b4586:1 1
通过这个命令,对客户端1的加锁次数,累加1。
此时myLock数据结构变为下面这样:

大家看到了吧,那个myLock的hash数据结构中的那个客户端ID,就对应着加锁的次数
(5)释放锁机制
如果执行lock.unlock(),就可以释放分布式锁,此时的业务逻辑也是非常简单的。其实说白了,就是每次都对myLock数据结构中的那个加锁次数减1。
如果发现加锁次数是0了,说明这个客户端已经不再持有锁了,此时就会用:“del myLock”命令,从redis里删除这个key。
然后呢,另外的客户端2就可以尝试完成加锁了。
这就是所谓的分布式锁的开源Redisson框架的实现机制。
一般我们在生产系统中,可以用Redisson框架提供的这个类库来基于redis进行分布式锁的加锁与释放锁。
(6)上述Redis分布式锁的缺点
其实上面那种方案最大的问题,就是如果你对某个redis master实例,写入了myLock这种锁key的value,此时会异步复制给对应的master slave实例。
但是这个过程中一旦发生redis master宕机,主备切换,redis slave变为了redis master。接着就会导致,客户端2来尝试加锁的时候,在新的redis master上完成了加锁,而客户端1也以为自己成功加了锁。
此时就会导致多个客户端对一个分布式锁完成了加锁。这时系统在业务语义上一定会出现问题,导致各种脏数据的产生。
所以这个就是redis cluster,或者是redis master-slave架构的主从异步复制导致的redis分布式锁的最大缺陷:在redis master实例宕机的时候,可能导致多个客户端同时完成加锁。
本文分享自华为云社区《redis分布式锁实现原理学习》,原文作者:minjie 。
面试必问:如何实现Redis分布式锁的更多相关文章
- 面试官问我,Redis分布式锁如何续期?懵了。
前言 上一篇[面试官问我,使用Dubbo有没有遇到一些坑?我笑了.]之后,又有一位粉丝和我说在面试过程中被虐了.鉴于这位粉丝是之前肥朝的粉丝,而且周一又要开启新一轮的面试,为了回馈他长期以来的支持,所 ...
- 死磕 java同步系列之redis分布式锁进化史
问题 (1)redis如何实现分布式锁? (2)redis分布式锁有哪些优点? (3)redis分布式锁有哪些缺点? (4)redis实现分布式锁有没有现成的轮子可以使用? 简介 Redis(全称:R ...
- 面试官再问Redis分布式锁如何续期?这篇文章甩 他一脸
一.真实案例 二.Redis分布式锁的正确姿势 据肥朝了解,很多同学在用分布式锁时,都是直接百度搜索找一个Redis分布式锁工具类就直接用了.关键是该工具类中还充斥着很多System.out.prin ...
- redis分布式锁,面试官请随便问,我都会
目录 前言 实现要点 错误解锁方式 正确加锁释放锁方式 前言 现在的业务场景越来越复杂,使用的架构也就越来越复杂,分布式.高并发已经是业务要求的常态.像腾讯系的不少服务,还有CDN优化.异地多备份等处 ...
- 互联网公司面试必问的Redis题目
Redis是一个非常火的非关系型数据库,火到什么程度呢?只要是一个互联网公司都会使用到.Redis相关的问题可以说是面试必问的,下面我从个人当面试官的经验,总结几个必须要掌握的知识点. 介绍:Redi ...
- Redis分布式锁实现Redisson 15问
大家好,我是三友. 在一个分布式系统中,由于涉及到多个实例同时对同一个资源加锁的问题,像传统的synchronized.ReentrantLock等单进程情况加锁的api就不再适用,需要使用分布式锁来 ...
- 面试官:你真的了解Redis分布式锁吗?
什么是分布式锁 说到Redis,我们第一想到的功能就是可以缓存数据,除此之外,Redis因为单进程.性能高的特点,它还经常被用于做分布式锁. 锁我们都知道,在程序中的作用就是同步工具,保证共享资源在同 ...
- 互联网公司面试必问的mysql题目(上)
又到了招聘的旺季,被要求准备些社招.校招的题库.(如果你是应届生,尤其是东北的某大学,绝对福利哦) 介绍:MySQL是一个关系型数据库管理系统,目前属于 Oracle 旗下产品.虽然单机性能比不上or ...
- Redis分布式锁 (图解-秒懂-史上最全)
文章很长,而且持续更新,建议收藏起来,慢慢读! 高并发 发烧友社群:疯狂创客圈(总入口) 奉上以下珍贵的学习资源: 疯狂创客圈 经典图书 : 极致经典 + 社群大片好评 < Java 高并发 三 ...
随机推荐
- css做keylogger
下载keylogger:https://github.com/maxchehab/css-keylogging 参考讲解:https://blog.csdn.net/weixin_34138139/a ...
- kali 开启Mysql设置远程连接管理
环境工具 kali2020.01 192.168.177.137 windows10物理机heidiSQL工具下载地址 https://www.heidisql.com/download.php 开启 ...
- 蒲公英 · JELLY技术周刊 Vol.35: Flash 四宗罪?
蒲公英 · JELLY技术周刊 Vol.35 Flash 曾是 Web 迈向新世代的福音书,它为这个世界带来了缤纷色彩,但也如伊甸园的苹果,闪耀着智慧的光芒,却四灾随行.诞生 1995 年至今 25 ...
- C#中RDLC报表中日期显示格式
转换为日期类型再格式化 =CDate(Fields!UseDate.Value).ToString("yyyy-MM-dd") 使用Format ==Format(Fields!C ...
- MongoDB导入bson文件(元数据),mongorestore命令行方式导入
MongoDB导入bson文件(元数据),mongorestore命令行方式导入 不推荐使用MongoDB Compass等图形化数据库管理软件,例如MongoDB Compass只能导入json和c ...
- git初尝
跨考进科软,要做一个真正的码农了! 怎么能不会用git呢? 感谢孟宁老师带领我们入门.这是梦宁老师的文章:https://mp.weixin.qq.com/s/Km5KuXPETvG0wCGHrvj9 ...
- 转【深入理解SQL的四种连接-左外连接、右外连接、内连接、全连接】
转自:https://www.jb51.net/article/39432.htm 1.内联接(典型的联接运算,使用像 = 或 <> 之类的比较运算符).包括相等联接和自然联接. ...
- [leetcode]29. Divide Two Integers不用除法实现除法
思路是不断将被除数分为两部分,每次分的一部分都是尽量大的除数的倍数,然后最后的商就是倍数加上剩下的部分再分,知道不够大. 递归实现 剩下的难点就是,正负号(判断商正负后将两个数都取绝对值),数太大(将 ...
- DW数据仓库
https://blog.csdn.net/bjweimengshu/article/details/79256504 from Wikipedia 在计算机科学中,数据仓库(data warehou ...
- 记一次Hadoop安装部署过程
实验名称:Hadoop安装部署 一.实验环境: 虚拟机数量:3个 (1个master,2个slave:slave01,slave02) 主节点master信息: 操作系统:CentOS7.5 软件包位 ...