如何设计一个分布式锁？如何对锁性能进行优化？

如何设计一个分布式锁？如何对锁性能进行优化？

分布式锁的本质：就是在所有进程都能访问到的一个地方设置一个锁资源，让这些进程都来竞争锁资源。（保证只有一个进程获取资源）数据库、zookeeper、redis等。通常对于分布式锁，会要求响应快、性能高、与业务无关。

如何使用redis实现分布式锁

SETNX key value：当key不存在时，将key设置为value，并返回1。如果key存在，就返回0

EXPIRE key locktime：设置key的有效时长

DEL key：删除。

GETSET key value：先GET，再SET，先返回key对应的值，如果没有就返回空。然后再将key设置成value

最简单的分布式锁：SETNX加锁，DEL解锁。

```plain text public boolean tryLock(RedisConnection conn){ if(conn.SETNX(“mykey”,”1”) == 1){ return true; } else { return false; } }

DEL

问题：如果获取到锁的进程执行失败，他就永远不会主动解锁，那这个锁就被锁死了。

给锁设置一个过期时长

```plain text
public boolean tryLock(RedisConnection conn){
    if(conn.SETNX("mykey","1") == 1){
        conn.EXPIRE("mykey",1000);
        return true;
    } else {
        return false;
    }
}

DEL

问题：SETNX和EXPIRE并不是原子性的，所以获取到锁的进程有可能还没有执行EXPIRE指令，就挂了，这时锁还是会被索斯。

将锁的内容设置为过期时间（客户端时间+过期时长），SETNX获取锁失败时，拿这个时间跟当前时间比对，如果是过期的锁，就先删除锁，再重新上锁

```plain text public boolean tryLock(RedisConnection conn){ long nowTime = System.currentTimeMills(); long expireTIme = nowTime + 1000; if(conn.SETNX(“mykey”,expireTIme) == 1){ conn.EXPIRE(“mykey”,1000); return true; } else { long val = conn.get(“mykey”); if(val != null && val < nowTime){ conn.SET(“mykey”,expireTime); return true; } return false; } }

DEL

问题：在高并发场景下，会产生多个进程同时拿到锁的情况。

SETNX失败后，获取锁上的时间戳，然后用getset，将自己的过期时间更新上去，并获取旧值。如果这个旧值，跟之前获得的时间戳是不一致的，就表示这个锁已经被其他进程占用了，自己就要放弃竞争锁。

```plain text
public boolean tryLock(RedisConnection conn){
    long nowTime = System.currentTimeMills();
    long expireTIme = nowTime + 1000;
    if(conn.SETNX("mykey",expireTIme) == 1){
        conn.EXPIRE("mykey",1000);
        return true;
    } else {
        long oldVal = conn.get("mykey");
        if(oldVal != null && oldVal < nowTime){
            long currentVal = conn.GETSET("mykey",expireTime);
            if(oldVal == currentVal){
                conn.EXPIRE("mykey",1000);
                return true;
            }
            return false;
        }
        return false;
    }
}

DEL

上面就形成了一个比较高效的分布式锁。分析一下，上面各种优化的根本问题在于SETNX与EXPIRE两个指令无法保证原子性。Redis2.6提供了直接执行lua就脚本的方式，通过lua脚本来保证原子性。redission