Java 使用redis实现分布式锁

在分布式系统中，多个服务实例可能会并发访问共享资源，这就需要一种机制来确保在同一时间只有一个实例能够访问某个资源，以防止资源的冲突和不一致性。分布式锁就是用来解决这个问题的一种方式。Redis是一种高性能的键值存储系统，因其支持原子性操作，非常适合用来实现分布式锁。

Redis 分布式锁的基本思想

Redis 提供了一些原子性的操作，可以用来实现简单的分布式锁。通过设置一个键（key）来表示锁，并为其指定一个过期时间，确保在获取锁的过程中，如果请求者没有及时释放锁，锁可以在超时后自动释放。这种锁的实现方式简单且高效。

分布式锁的实现步骤

1. 获取锁：通过 SETNX 命令尝试设置一个锁。如果返回1，则获得锁，否则锁已被其他请求占用。
2. 设置过期时间：为了避免死锁，当一个客户端获得锁后，应设置一个自动过期时间，防止因为处理异常导致锁一直持有。
3. 释放锁：确保锁的释放操作是安全的，只有持有锁的客户端才能释放锁。

代码示例

以下是一个使用 Java 和 Redis 实现分布式锁的简单示例。这里使用 Jedis 作为 Redis 客户端。

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class RedisDistributedLock {
    private Jedis jedis;
    private static final String LOCK_KEY = "lock_key";
    private static final int EXPIRE_TIME = 10000; // 锁的过期时间（毫秒）

    public RedisDistributedLock() {
        this.jedis = new Jedis("localhost"); // 连接到本地 Redis 服务
    }

    // 获取锁的方法
    public boolean acquireLock(String lockValue) {
        long result = jedis.setnx(LOCK_KEY, lockValue);
        if (result == 1) {
            // 设置锁的过期时间
            jedis.pexpire(LOCK_KEY, EXPIRE_TIME);
            return true; // 获取锁成功
        }

        // 如果锁已经被其他客户端占用，尝试获取锁
        String currentValue = jedis.get(LOCK_KEY);
        if (currentValue != null && Long.parseLong(currentValue) < System.currentTimeMillis()) {
            // 锁超时，可以重新获取锁
            String oldValue = jedis.getset(LOCK_KEY, lockValue);
            if (oldValue != null && oldValue.equals(currentValue)) {
                jedis.pexpire(LOCK_KEY, EXPIRE_TIME);
                return true; // 获取锁成功
            }
        }
        return false; // 获取锁失败
    }

    // 释放锁的方法
    public void releaseLock(String lockValue) {
        String currentValue = jedis.get(LOCK_KEY);
        // 确保只有持有锁的客户端可以释放锁
        if (currentValue != null && currentValue.equals(lockValue)) {
            jedis.del(LOCK_KEY);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        RedisDistributedLock lock = new RedisDistributedLock();
        String lockValue = String.valueOf(System.currentTimeMillis() + EXPIRE_TIME + 1); // 锁的值可以是当前时间 + 超过的时间

        if (lock.acquireLock(lockValue)) {
            try {
                // 执行关键代码
                System.out.println("成功获取锁，执行保护代码...");
            } finally {
                lock.releaseLock(lockValue); // 确保释放锁
                System.out.println("锁已释放");
            }
        } else {
            System.out.println("获取锁失败，资源被占用");
        }

        lock.jedis.close(); // 关闭连接
    }
}

注意事项

1. 锁的唯一性：确保锁的值唯一，可以使用 UUID 等方式生成唯一标识符。
2. 锁的过期处理：在获取锁时要设置合理的过期时间，以防止因代码异常无法释放锁。
3. 锁的可重入性：上面的实现并不支持可重入锁，如果需要，可以额外实现计数器来处理多次获取同一把锁的情况。
4. 集群模式：如果 Redis 以主从模式或集群模式运行，需要确保锁的实现逻辑在所有节点中保持一致。

结论

使用 Redis 实现分布式锁是一种高效且简便的方法。通过合理的设计和实现，可以确保在高并发的系统中，不同实例之间的资源访问不会造成冲突。这对于保证系统的稳定性和一致性具有重要意义。