【跳槽面试】Redis中分布式锁的实现

分布式锁常见的三种实现方式:

  1. 数据库乐观锁;
  2. 基于Redis的分布式锁;
  3. 基于ZooKeeper的分布式锁。

本地面试考点是,你对Redis使用熟悉吗?Redis中是如何实现分布式锁的。

在Redis中,分布式锁的实现主要依赖于Redis的原子操作和事务功能。下面是一些常见的实现策略:

SETNX(Set if Not eXists):

使用SETNX命令尝试设置一个键值对,如果键已经存在,则设置失败。通过这个特性,可以实现一个简单的分布式锁,例如:

SETNX lock_key "locked"

如果SETNX成功,则表示获取到了锁,接下来可以执行需要同步的逻辑。如果SETNX失败,则表示锁已经被其他客户端持有,当前客户端需要等待或者重试。

EXPIRE:

使用EXPIRE命令为锁设置一个过期时间,当锁过期后,其他客户端可以重新获取锁。这样可以避免死锁和饥饿问题。例如:

SETNX lock_key "locked"  EXPIRE lock_key 10

这里将锁的过期时间设置为10秒。当锁过期后,其他客户端可以重新获取锁。

RedLock算法:

RedLock算法是一种更加复杂的分布式锁算法,它通过对比主节点和从节点的数据来避免脑裂问题,并且通过随机退下来解决死锁问题。RedLock算法的实现需要多个Redis节点之间的协同工作,因此需要使用Redis集群来支持。

在实现分布式锁时,还需要注意一些问题:

锁的粒度:在实现分布式锁时,需要考虑锁的粒度。如果锁的粒度太粗,可能会导致并发性能下降;如果锁的粒度太细,则可能会导致锁的竞争加剧。需要根据实际情况选择合适的锁粒度。

锁的超时:为了避免死锁和饥饿问题,可以为锁设置一个超时时间。当客户端在指定时间内无法获取到锁时,可以放弃或者重试。

锁的续约:在一些场景下,客户端在获取到锁之后需要执行一些耗时的操作,这时可以考虑使用Redis的事务功能来实现锁的续约,以确保在执行耗时操作期间不会被其他客户端抢占锁。

可重入性:如果一个线程已经获取了锁,那么它应该能够再次请求加锁,而不会造成死锁。

高性能和高可用:加锁和解锁的操作需要尽可能地高效,并且要保证高可用性,避免分布式锁失效。

安全性:只有持有锁的客户端才能删除它,其他客户端不能删除。这样可以防止非法删除锁的情况发生。

原子性:在获取锁和设置过期时间这两个操作中,需要保证原子性。如果程序在执行完SETNX之后突然崩溃,导致锁没有设置过期时间,那么将会发生死锁。因此,需要将这两个操作放在一个事务中,以确保原子性。

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