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Redis 分布式锁

问题​

如何用 Redis 实现分布式锁？有哪些常见问题？Redisson 的看门狗机制是什么？RedLock 靠谱吗？

答案​

一、基础实现​

# 加锁：SET key value NX EX（原子操作）
SET lock:order:123 "request-id-xxx" NX EX 30
# NX：不存在才设置（互斥）
# EX 30：30 秒过期（防死锁）

# 解锁：Lua 脚本保证原子性
EVAL "if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del',KEYS[1]) else return 0 end" 1 lock:order:123 "request-id-xxx"
为什么解锁必须用 Lua 脚本？

如果分开执行 GET + DEL，可能出现：

  1. 客户端 A 锁快过期了，GET 检查是自己的锁
  2. 锁过期了，客户端 B 获取了锁
  3. 客户端 A 执行 DEL，把客户端 B 的锁删了

Lua 脚本保证 GET + DEL 原子执行。

二、常见问题与解决方案​

问题说明解决方案
死锁持锁进程崩溃，锁不释放设置过期时间
误删别人的锁过期后被重新获取的锁锁值设唯一标识，解锁前校验
锁过期但业务未完成业务执行时间 > 锁过期时间看门狗自动续期
可重入同一线程多次获取同一把锁需要额外计数器
主从切换丢锁主库加锁成功但未同步到从库RedLock

三、Redisson（推荐方案）​

Redisson 是 Java 的 Redis 客户端，封装了完整的分布式锁实现。

看门狗（Watchdog）机制​

  • 默认锁过期时间 30 秒
  • Watchdog 每 10 秒（leaseTime / 3）检查并续期
  • 客户端宕机后 Watchdog 也停止，锁最终超时释放

Redisson 支持的锁类型​

锁类型说明
RLock可重入锁（最常用）
RFairLock公平锁（按请求顺序获取）
RReadWriteLock读写锁
RMultiLock联锁（多个锁同时获取）
RRedLockRedLock 实现
RSemaphore信号量

四、RedLock 算法​

Redis 主从切换时可能丢锁。RedLock 使用 多个独立 Redis 节点 来提高安全性：

加锁步骤：

  1. 获取当前时间 T1
  2. 依次向 N 个独立 Redis 节点发送加锁请求
  3. 如果超过半数节点（N/2 + 1）加锁成功，且总耗时 < 锁过期时间
  4. 加锁成功，实际有效期 = 过期时间 - 加锁耗时
  5. 否则向所有节点释放锁
RedLock 的争议

Martin Kleppmann（《DDIA》作者）对 RedLock 提出了质疑：

  • GC 暂停、网络延迟可能导致锁失效
  • 依赖系统时钟，时钟跳变会出问题

Antirez（Redis 作者）进行了反驳。

实践建议：

  • 大多数场景使用单节点 + Watchdog 续期即可
  • 如果需要更强一致性，考虑使用 ZooKeeper 或 etcd 的分布式锁

五、最佳实践​

1. 锁粒度尽量小（lock:order:123 而非 lock:order）
2. 设置合理的过期时间（略大于业务执行时间）
3. 使用唯一标识（UUID/RequestID）防止误删
4. 解锁用 Lua 脚本保证原子性
5. 生产环境建议使用 Redisson 等成熟框架
6. 锁内业务要做到幂等（防止重试导致重复执行）

常见面试问题​

Q1: Redis 分布式锁和 ZooKeeper 分布式锁的区别？​

答案：

对比项RedisZooKeeper
一致性AP（可能丢锁）CP（强一致）
性能高中
实现复杂度简单复杂
锁释放过期时间临时节点（会话断开自动删）
可重入需额外实现ZK 原生支持
适用场景对一致性要求不极端强一致性要求

Q2: 如果 Redis 加锁成功但还没来得及设过期时间就宕机了？​

答案：
这就是为什么必须使用 SET key value NX EX 一条命令完成。如果分两步（SETNX + EXPIRE），SETNX 成功后宕机，锁就永远不过期。

Q3: 可重入锁怎么实现？​

答案：
用 Hash 结构存储锁和计数：

# 加锁（Lua 脚本）
if redis.call('exists', KEYS[1]) == 0 then
    redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[1], 1)  -- 新建锁，计数=1
    redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2])
    return 1
elseif redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then
    redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], 1)  -- 计数+1
    redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2])
    return 1
else
    return 0  -- 锁被别人持有
end

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