之前碼甲哥寫了兩篇有關線程安全的文章：

?你管這叫線程安全？?.NET八股文：線程同步技術解讀

分布式鎖是"線程同步"的延續(xù)

最近首度應用"分布式鎖"，現(xiàn)在想想，分布式鎖不是孤立的技能點，這其實就是跨主機的線程同步。

進程內	跨進程	跨主機
Lock/Monitor、SemaphoreSlim	Metux、Semaphore	分布式鎖
用戶態(tài)線程安全	內核態(tài)線程安全

單機服務器可以通過共享某堆內存來標記上鎖/解鎖，線程同步說到底是建立在單機操作系統(tǒng)的用戶態(tài)/內核態(tài)對共享內存的訪問控制。

而分布式服務器不是在同一臺機器上：跨主機，因此需要將鎖標記存儲在所有機器進程都能看到的地方。

在開發(fā)很多業(yè)務場景會使用到鎖，例如庫存控制，抽獎等。
例如庫存只剩1個商品，有三個用戶同時打算購買，誰先購買庫存立即清零，不能讓其他二人也購買成功。

解讀分布式鎖

我們常說的線程安全、線程同步方案，包括此次的分布式鎖都是基于??

“多線程/多進程對特定資源同時有更新操作”。

基本考量

1.分布式系統(tǒng)，一個鎖在同一時間只能被一個服務器獲取 (這是分布式鎖的基礎)2.具備鎖失效機制，防止死鎖 (防止某些意外，鎖沒有得到釋放，別人也無法得到鎖)

Redis?SET resource-name anystring NX EX max-lock-time
是一種最簡單的分布式鎖實現(xiàn)方案。

SET 命令支持多個參數(shù)：

?EX seconds-- 設置過期時間(s)?NX -- 如果key不存在，則設置 ......
因為SET命令參數(shù)可以替代SETNX，SETEX，GETSET，這些命令在未來可能被廢棄。

上面的命令返回OK(或經(jīng)過重試)，客戶端就獲取到這個鎖；
使用DEL命令解鎖；到達超時時間會自動釋放鎖。

在解鎖時，增加一些設計，讓系統(tǒng)更加健壯：

3.不要使用固定的String值作為鎖標記值，而是使用一個不易被猜中的隨機值， 業(yè)內稱為token4.不使用DEL命令釋放鎖，而是發(fā)送script去移除key

第3、4點是為了解決 ：“鎖提前過期，客戶端A還沒有執(zhí)行完，然后客戶端B獲取了鎖，這時客戶端A執(zhí)行完了，會不會在刪鎖的時候把B的鎖給刪掉”? ? ? ? ? ? -- 4是3技術上的推薦實現(xiàn)。

腳本如下：

if redis.call("get",KEYS1] ==ARGV[1]) thenreturn redis.call("DEL",KEYS[1]) elsereturn 0 end

下面使用StackExchange.Redis 寫了基于以上考量的代碼示例：

/// <summary> /// Acquires the lock. /// </summary> ///?<param?name="key"></param> /// <param name="token">隨機值</param> /// <param name="expireSecond"></param>/// <param name="waitLockSeconds">非阻塞鎖</param> static bool Lock(string key, string token,int expireSecond=10, double waitLockSeconds = 0) {var waitIntervalMs = 50;bool?isLock;DateTime?begin?=?DateTime.Now;do{isLock = Connection.GetDatabase().StringSet(key, token, TimeSpan.FromSeconds(expireSecond), When.NotExists);if?(isLock)return true;//不等待鎖則返回if (waitLockSeconds == 0) break;//超過等待時間，則不再等待if ((DateTime.Now - begin).TotalSeconds >= waitLockSeconds) break;Thread.Sleep(waitIntervalMs);}?while?(!isLock);return false;}///?<summary>?? ///?Releases?the?lock.?? ///?</summary>?? /// <returns><c>true</c>, if lock was released, <c>false</c> otherwise.</returns> /// <param name="key">Key.</param> /// <param name="value">value</param> static bool UnLock(string key, string value) {string?lua_script?=?@"??if?(redis.call('GET',?KEYS[1])?==?ARGV[1])?then??redis.call('DEL',?KEYS[1])??return?true??else??return?false??end??";try{var?res?=?Connection.GetDatabase().ScriptEvaluate(lua_script,new RedisKey[] { key },new RedisValue[] { value });return?(bool)res;}catch?(Exception?ex){Console.WriteLine($"ReleaseLock?lock?fail...{ex.Message}");return?false;} }private static Lazy<ConnectionMultiplexer> lazyConnection = new Lazy<ConnectionMultiplexer>(() =>{ConfigurationOptions configuration = new ConfigurationOptions{AbortOnConnectFail = false,ConnectTimeout = 5000,};configuration.EndPoints.Add("10.100.219.9", 6379);return ConnectionMultiplexer.Connect(configuration.ToString());}); public static ConnectionMultiplexer Connection => lazyConnection.Value;

以上代碼新增了第五點考量：

5. 為避免無限制搶鎖，增加了非阻塞鎖：輪詢_s等待鎖，未等到則不再搶鎖

使用方式：

下面并行開啟三個任務，同時減少庫存：

static void Main(string[] args) {// 嘗試并行執(zhí)行3個任務Parallel.For(0, 3, x =>{string token = $"loki:{x}";bool isLocked = Lock("loki", token, 5, 10);if (isLocked){Console.WriteLine($"{token} begin reduce stocks (with lock) at {DateTime.Now}.");Thread.Sleep(1000);Console.WriteLine($"{token} release lock {UnLock("loki", token)} at {DateTime.Now}. ");}else{Console.WriteLine($"{token} begin reduce stocks at {DateTime.Now}.");}}); } 可以看到三個并行任務依次獲取/釋放鎖

輸出總結

本文從基礎的線程安全、線程同步，認識到分布式鎖是跨主機的資源線程/進程同步方案， 以步步為營的風格 演示了RedisSET命令做分布式鎖的設計考量，好記性不如爛筆頭。

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資深.Net碼農(nóng)，現(xiàn)大廠架構部后端開發(fā)，文章不追熱點、不記流水，嘗試以流暢自然的思路解構晦澀難懂的技術，如理解有問題或偏差，請留言賜教(相當真誠??)。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Redis分布式锁抽丝剥茧的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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