集群 Redis 的分布式锁

向右看齐 2023-05-28 14:16 23阅读 0赞

单机的分布式锁因为只作用在一个Redis节点上，所以可用性上是存在问题的，即使Redis通过sentinel保证高可用，如果这个master节点由于某些原因发生了主从切换，那么就会出现锁丢失的情况：

*  1.在Redis的master节点上拿到了锁；
 *  2.但是这个加锁的key还没同步到slave节点；
 *  3.master故障，发生故障转移，slave节点升级为master节点；
 *  4.导致锁丢失。

在Redis的分布式环境中，我们假设有N个Redis Master。这些节点完全互相独立，不存在主从复制或者其他集群协调机制。我们确保将在N个实例上使用与在Redis单实例下相同方法获取和释放锁。现在我们假设有5个Redis master节点，同时我们需要在5台服务器上面运行这些Redis实例，这样保证他们不会同时都宕机。

为了取到锁，客户端应该执行以下操作：

1.  获取当前Unix时间，以毫秒为单位。
2.  依次尝试从5个实例，使用相同的key和具有唯一性的value（例如UUID）获取锁。当向Redis请求获取锁时，客户端应该设置一个网络连接和响应超时时间，这个超时时间应该小于锁的失效时间。例如你的锁自动失效时间为10秒，则超时时间应该在5-50毫秒之间。这样可以避免服务器端Redis已经挂掉的情况下，客户端还在死死地等待响应结果。如果服务器端没有在规定时间内响应，客户端应该尽快尝试去另外一个Redis实例请求获取锁。
3.  客户端使用当前时间减去开始获取锁时间（步骤1记录的时间）就得到获取锁使用的时间。当且仅当大多数（N/2+1，这里是三个节点）的Redis节点都取到锁，并且使用的时间小于锁失效时间时，锁才算获取成功。
4.  如果取到了锁，key的真正有效时间等于有效时间减去获取锁所使用的时间（步骤3计算的结果）。
5.  如果因为某些原因，获取锁失败（没有在至少N/2+1个Redis实例取到获取锁或者取锁时间已经超过了有效时间），客户端应该在所有的Redis实例上进行解锁（即使某些Redis实例根本就没有加锁成功，防止某些节点获取到锁但是客户端没有得到响应而导致接下来的一段时间不能被重新获取锁）。

**使用**  
redisson已经有对redlock算法封装

<dependency>
        <groupId>org.redisson</groupId>
        <artifactId>redisson</artifactId>
        <version>3.3.2</version>
    </dependency>

Config config = new Config();
    config.useSentinelServers()
    	.addSentinelAddress("127.0.0.1:6369","127.0.0.1:6379", "127.0.0.1:6389")
        .setMasterName("masterName")
    	.setPassword("password")
    	.setDatabase(0); 
    RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config); 
    // 还可以getFairLock(), getReadWriteLock()
    RLock redLock = redissonClient.getLock("REDLOCK_KEY"); 
    boolean isLock;
    try { 
    	isLock = redLock.tryLock();
    	// 500ms拿不到锁, 就认为获取锁失败。10000ms即10s是锁失效时间。
    	isLock = redLock.tryLock(500, 10000, TimeUnit.MILLISECONDS); 
    	if (isLock) { 
            //TODO if get lock success, do something;
        }
    } catch (Exception e) { 
    } finally { 
    	// 无论如何, 最后都要解锁
        redLock.unlock();
    }