Redis 中如何实现分布式锁？

Redis 分布式锁实现详解

Redis 分布式锁是通过 Redis 的原子性操作和键值对存储特性，在分布式系统中实现互斥访问共享资源的一种协调机制。

SETNX + EXPIRE 基础方案
- 使用 SETNX key value 尝试获取锁（key 存在则失败）
- 成功后立即设置过期时间 EXPIRE key seconds 防止死锁
- 缺陷：两个命令非原子操作，可能因客户端崩溃导致锁无过期时间
SET 扩展命令（Redis 2.6.12+）
- 单命令原子操作：SET key value NX EX seconds
- NX 表示仅当 key 不存在时设置，EX 设置过期时间（秒）
- 示例：SET lock:order123 uuid NX EX 30
唯一标识与释放验证
- value 必须使用唯一标识（如 UUID + 线程ID）
- 释放锁时先 GET 验证 value 匹配，再 DEL 删除（需 Lua 脚本保证原子性）
超时时间与续期机制
- 过期时间需大于业务执行时间（通常 10-30 秒）
- 复杂业务需实现「看门狗」自动续期（Redisson 方案）
集群环境与 Redlock 算法
- 主从切换可能导致锁失效
- Redlock：在 N 个独立 Redis 节点上获取多数锁（N/2+1）才算成功

-- Lua 脚本保证 GET + DEL 的原子性
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del", KEYS[1])
else
    return 0
end

逻辑拆解：

Redlock 依赖系统时钟，时钟跳跃可能导致：

如果业务执行时间超过锁过期时间怎么办？
- 答：实现「看门狗」机制，后台线程定期检查并续期（Redisson 方案）
- 或采用分段锁，将大任务拆分为多个小锁
Redis 主从切换时如何保证锁不丢失？
- 答：Redlock 算法在多个独立节点上获取锁，容忍少数节点故障
- 或使用 Redis 的 WAIT 命令确保数据同步到从节点
如何实现可重入锁？
- 答：value 中存储「客户端标识 + 重入次数」，加锁时次数+1，解锁时次数-1，归零才删除 key
Redis 分布式锁是公平锁吗？
- 答：默认不是公平锁，所有客户端同时争抢。可通过 Redis 列表实现排队机制模拟公平锁
锁已经设置了过期时间，为什么还需要唯一标识？
- 答：防止误删其他客户端的锁（如上文 Step 4-5 的场景）

总结：Redis 分布式锁的核心在于「原子操作 + 唯一标识 + 过期时间」三要素，生产环境推荐使用 Redisson 客户端，它已封装了可重入锁、看门狗、Redlock 等完整实现，避免重复造轮子。