如何使用 Redis 实现分布式锁

我很笨

好吧，只要我们在本地系统上工作，一切都会顺利进行。这就是为什么我们说“没有比 127.0.0.1 更好的地方了”，但现实是这样的

在生产环境中，事情并不总是按预期进行。尤其是在运行应用程序的多个实例时。

🚀 正如您所看到的，如果我们的应用程序的多个实例正在运行，并且假设我们的客户端发出请求，将用户标记为我们数据库中的付费用户。

• 客户端将请求我们的服务器
• 请求将到达我们的负载均衡器
• 其中一个实例将收到请求并向我们的数据库发出写入查询

看起来还好吧？到现在为止都没问题吧。

嗯，到目前为止没有问题。但是如果我们想写如下业务逻辑呢：

• 从数据库中获取用户
• 检查用户是否是免费用户或已付费用户
• 如果免费，则标记为付费并保存在数据库中
• 如果已付款，请在回复中发送“已付款”。

⚡️ 我们知道（假设我们在这里使用 MySQL），MySQL 数据库符合 ACID 标准，这意味着任何查询都是原子的和隔离的。这意味着 MySQL 查询将以原子方式运行，要么通过，要么失败。但它不会在中间退出。

🤔但这里有一个问题。想想，想想……

• 步骤 1：我们正在获取用户（原子事务）
• 步骤 2：在代码中运行一些业务逻辑
• 步骤 3：如果用户未付款，则更新 MySQL 记录（原子事务）

如果在第 2 步中，又有一个取消付款的请求，然后该查询首先运行并将用户标记为免费，然后第 3 步运行并将用户标记为已付款，会发生什么情况。

🕺🏻 太好了，用户无需付费即可使用我们的产品。

锁定

✅ 救星来了，锁

🔐 Lock 是一种结构，它一次只允许一个线程进入关键部分（不应被多个工作线程访问的代码块，即线程）

因此，我们将在操作之前获取锁并在操作完成后释放：-

• 步骤 0：try-acquire() 锁
• 步骤 1：如果获取到，我们将获取用户（原子事务）
• 步骤 2：在代码中运行一些业务逻辑
• 步骤 3：如果用户未付款，则更新 MySQL 记录（原子事务）
• 步骤 4：释放（）锁

😅 问题

现在，问题来了，如果我们使用一些内存锁数据结构或任何基于内存的锁，它将有资格成为我们应用程序的一个实例。那么运行相同代码并在数据库中更新的其他实例呢？

分布式锁定的概念就在这里

🔓 分布式锁定

这里锁充当集中服务，如果我们服务的一个实例获取了锁，那么其他实例就不能使用同一个密钥。

支付服务中的关键是什么？

🔓 对于用户来说，付款密钥可以是 =“PAYMENT_”+user_id+amount 的组合

并且每个用户都是唯一的。无论用户付款还是取消付款，此密钥都将保持不变。因此，当其中一个操作发生时，其他操作将无法进行，因为两个操作都会尝试获取相同的密钥。

💭 到底什么是 Key、获取锁、释放锁？最重要的是，Redis 是如何使用的？

🎈 使用 Redis 实现分布式锁定

使用 Redis 的单个实例：-

但是单个 Redis 实例存在以下几个问题：

• 单个实例可能会失败并且获取的锁可能不会被释放
• 如果使用两个实例（主副本），则一个客户端将获取一个实例上的锁定
• 主服务器必须与副本服务器进行相同的通信才能同步。此通信本身是异步通信

🚀 因此，如果在主服务器上获取了锁，并且在与副本服务器通信时，主服务器在与副本服务器同步之前发生故障，则副本服务器将成为主服务器，并且可获取先前在主服务器上获取的相同键的锁。

即使有两个实例（主副本），我们的服务的两个实例也将能够获取 redis 上的锁。

使用Redlock算法：-

获取锁：- 我们将尝试在具有锁过期时间的多个 redis 实例上获取锁。
锁的验证：- 如果主要 redis 实例已为客户端获取锁，则将被视为已获取锁。
释放锁：- 释放锁时，所有实例都会释放锁。

是的，就是这样。

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更多信息：-

• Java 中的 Jedis：-https: //redis.io/docs/latest/develop/connect/clients/java/jedis/
• Golang 中的 Redis 客户端：https: //github.com/redis/go-redis