為什么需要分布式鎖
- 用戶下單
鎖住 uid，防止重復下單。
- 庫存扣減
鎖住庫存，防止超賣。
- 余額扣減
鎖住賬戶，防止并發(fā)操作。
分布式系統(tǒng)中共享同一個資源時往往需要分布式鎖來保證變更資源一致性。
分布式鎖需要具備特性
- 排他性
鎖的基本特性，并且只能被第一個持有者持有。
- 防死鎖
高并發(fā)場景下臨界資源一旦發(fā)生死鎖非常難以排查，通?？梢酝ㄟ^設(shè)置超時時間到期自動釋放鎖來規(guī)避。
- 可重入
鎖持有者支持可重入，防止鎖持有者再次重入時鎖被超時釋放。
- 高性能高可用
鎖是代碼運行的關(guān)鍵前置節(jié)點，一旦不可用則業(yè)務(wù)直接就報故障了。高并發(fā)場景下，高性能高可用是基本要求。
實現(xiàn) Redis 鎖應先掌握哪些知識點
- set 命令
SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
-
EXsecond ：設(shè)置鍵的過期時間為 second 秒。 SET key value EX second 效果等同于 SETEX key second value 。 -
PXmillisecond ：設(shè)置鍵的過期時間為 millisecond 毫秒。 SET key value PX millisecond 效果等同于 PSETEX key millisecond value 。 -
NX：只在鍵不存在時，才對鍵進行設(shè)置操作。 SET key value NX 效果等同于 SETNX key value 。 -
XX：只在鍵已經(jīng)存在時，才對鍵進行設(shè)置操作。
- Redis.lua 腳本
使用 redis lua 腳本能將一系列命令操作封裝成 pipline 實現(xiàn)整體操作的原子性。
go-zero 分布式鎖 RedisLock 源碼分析
core/stores/redis/redislock.go
- 加鎖流程
-- KEYS[1]: 鎖key
-- ARGV[1]: 鎖value,隨機字符串
-- ARGV[2]: 過期時間
-- 判斷鎖key持有的value是否等于傳入的value
-- 如果相等說明是再次獲取鎖并更新獲取時間，防止重入時過期
-- 這里說明是“可重入鎖”
if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
-- 設(shè)置
redis.call("SET", KEYS[1], ARGV[1], "PX", ARGV[2])
return "OK"
else
-- 鎖key.value不等于傳入的value則說明是第一次獲取鎖
-- SET key value NX PX timeout : 當key不存在時才設(shè)置key的值
-- 設(shè)置成功會自動返回“OK”，設(shè)置失敗返回“NULL Bulk Reply”
-- 為什么這里要加“NX”呢，因為需要防止把別人的鎖給覆蓋了
return redis.call("SET", KEYS[1], ARGV[1], "NX", "PX", ARGV[2])
end
image
- 解鎖流程
-- 釋放鎖
-- 不可以釋放別人的鎖
if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
-- 執(zhí)行成功返回“1”
return redis.call("DEL", KEYS[1])
else
return 0
end
image
- 源碼解析
package redis
import (
"math/rand"
"strconv"
"sync/atomic"
"time"
red "github.com/go-redis/redis"
"github.com/tal-tech/go-zero/core/logx"
)
const (
letters = "abcdefghijklmnopqrstuvwxyzABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ"
lockCommand = `if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
redis.call("SET", KEYS[1], ARGV[1], "PX", ARGV[2])
return "OK"
else
return redis.call("SET", KEYS[1], ARGV[1], "NX", "PX", ARGV[2])
end`
delCommand = `if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call("DEL", KEYS[1])
else
return 0
end`
randomLen = 16
// 默認超時時間，防止死鎖
tolerance = 500 // milliseconds
millisPerSecond = 1000
)
// A RedisLock is a redis lock.
type RedisLock struct {
// redis客戶端
store *Redis
// 超時時間
seconds uint32
// 鎖key
key string
// 鎖value，防止鎖被別人獲取到
id string
}
func init() {
rand.Seed(time.Now().UnixNano())
}
// NewRedisLock returns a RedisLock.
func NewRedisLock(store *Redis, key string) *RedisLock {
return &RedisLock{
store: store,
key: key,
// 獲取鎖時，鎖的值通過隨機字符串生成
// 實際上go-zero提供更加高效的隨機字符串生成方式
// 見core/stringx/random.go：Randn
id: randomStr(randomLen),
}
}
// Acquire acquires the lock.
// 加鎖
func (rl *RedisLock) Acquire() (bool, error) {
// 獲取過期時間
seconds := atomic.LoadUint32(&rl.seconds)
// 默認鎖過期時間為500ms，防止死鎖
resp, err := rl.store.Eval(lockCommand, []string{rl.key}, []string{
rl.id, strconv.Itoa(int(seconds)*millisPerSecond + tolerance),
})
if err == red.Nil {
return false, nil
} else if err != nil {
logx.Errorf("Error on acquiring lock for %s, %s", rl.key, err.Error())
return false, err
} else if resp == nil {
return false, nil
}
reply, ok := resp.(string)
if ok && reply == "OK" {
return true, nil
}
logx.Errorf("Unknown reply when acquiring lock for %s: %v", rl.key, resp)
return false, nil
}
// Release releases the lock.
// 釋放鎖
func (rl *RedisLock) Release() (bool, error) {
resp, err := rl.store.Eval(delCommand, []string{rl.key}, []string{rl.id})
if err != nil {
return false, err
}
reply, ok := resp.(int64)
if !ok {
return false, nil
}
return reply == 1, nil
}
// SetExpire sets the expire.
// 需要注意的是需要在Acquire()之前調(diào)用
// 不然默認為500ms自動釋放
func (rl *RedisLock) SetExpire(seconds int) {
atomic.StoreUint32(&rl.seconds, uint32(seconds))
}
func randomStr(n int) string {
b := make([]byte, n)
for i := range b {
b[i] = letters[rand.Intn(len(letters))]
}
return string(b)
}
關(guān)于分布式鎖還有哪些實現(xiàn)方案
項目地址
https://github.com/zeromicro/go-zero
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