从零开始，探究Redis分布式锁底层原理！

📕我是廖志伟，一名Java开发工程师、Java领域优质创作者、CSDN博客专家、51CTO专家博主、阿里云专家博主、清华大学出版社签约作者、产品软文创造者、技术文章评审老师、问卷调查设计师、个人社区创始人、开源项目贡献者。🌎跑过十五公里、徒步爬过衡山、🔥有过三个月减肥20斤的经历、是个喜欢躺平的狠人。

📘拥有多年一线研发和团队管理经验，研究过主流框架的底层源码(Spring、SpringBoot、Spring MVC、SpringCould、Mybatis、Dubbo、Zookeeper)，消息中间件底层架构原理(RabbitMQ、RockerMQ、Kafka)、Redis缓存、MySQL关系型数据库、 ElasticSearch全文搜索、MongoDB非关系型数据库、Apache ShardingSphere分库分表读写分离、设计模式、领域驱动DDD、Kubernetes容器编排等。🎥有从0到1的高并发项目经验，利用弹性伸缩、负载均衡、报警任务、自启动脚本，最高压测过200台机器，有着丰富的项目调优经验。

📙经过多年在CSDN创作上千篇文章的经验积累，我已经拥有了不错的写作技巧。同时，我还与清华大学出版社签下了四本书籍的合约，并将陆续在明年出版。这些书籍包括了基础篇、进阶篇、架构篇的📌《Java项目实战—深入理解大型互联网企业通用技术》📌，以及📚《解密程序员的思维密码–沟通、演讲、思考的实践》📚。具体出版计划会根据实际情况进行调整，希望各位读者朋友能够多多支持！

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💡在这个美好的时刻，本人不再啰嗦废话，现在毫不拖延地进入文章所要讨论的主题。接下来，我将为大家呈现正文内容。

🍊 从零开始，探究Redis分布式锁底层原理！

Redis是一个开源的NoSQL数据库，提供了分布式锁的实现，分布式锁是一种在分布式环境下保持数据一致性的方法。在多线程或多进程的环境下，多个线程或进程对共享资源进行读写操作，为保证数据的正确性和一致性，需要使用分布式锁来控制并发访问。在分布式环境下，Redis分布式锁是非常实用的一种方案，可以保证应用程序的高可用性、高可靠性和高并发性。

在Redis中，使用setnx命令来实现分布式锁，多线程或多进程可以通过setnx命令来尝试获取锁，只有获取到锁的进程才有执行权利。在实际应用中，对于Redis分布式锁的应用，除了普通的使用场景外，还有许多异常情况需要考虑和处理。

🎉 1. Redis服务挂掉了，抛出异常了，锁不会被释放掉，新的请求无法进来，出现死锁问题

这种情况最容易出现的情况是Redis服务突然挂掉，导致锁无法被释放，后续新的请求也无法获取锁，从而导致死锁问题。为了避免这种情况的出现，需要在加锁的代码中，使用try finally语句块来确保锁最终能够被释放。即使Redis服务挂掉了，也可以保证锁能够最终被释放。

String lockKey = "lockKey";
String threadId = Thread.currentThread().getId();
boolean lockSuccess = jedis.setnx(lockKey, threadId) == 1;
try {
    if (lockSuccess) {
        // 获取到锁，执行任务
        doTask();
    }
} finally {
    // 最终释放锁
    if (lockSuccess) {
        jedis.del(lockKey);
    }
}
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在加锁的代码中使用try finally语句块，即使Redis服务挂掉了，也可以保证锁最终能够被释放。

🎉 2. 服务器果宕机了，导致锁不能被释放的现象

在分布式环境下，常常会遇到服务器宕机的情况，如果当前持有锁的服务器宕机了，那么其他服务器就无法获取锁，就会出现锁不能被释放的现象。为了避免这种情况的出现，我们可以在加锁的时候设置锁的超时时间，当锁超时时，就会自动释放锁。

String lockKey = "lockKey";
String threadId = Thread.currentThread().getId();
boolean lockSuccess = jedis.setnx(lockKey, threadId) == 1;
try {
    if (lockSuccess) {
        // 获取到锁，执行任务
        doTask();
    }
} finally {
    // 释放锁
    if (lockSuccess) {
        jedis.del(lockKey);
    }
    // 设置锁的超时时间
    if (jedis.ttl(lockKey) == -1) {
        jedis.expire(lockKey, 30);
    }
}
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在加锁的代码中，使用jedis.ttl(lockKey)来获取锁的过期时间，如果锁已经过期了（返回-1），那么就使用jedis.expire(lockKey, 30)来设置锁的超时时间为30秒。这样可以自动释放锁，避免出现锁不能被释放的现象。

🎉 3. 锁的过期时间比业务执行时间短，会存在多个线程拥有同一把锁的现象

如果锁的过期时间比业务执行时间短，会存在多个线程拥有同一把锁的现象，例如有一个线程执行需要15秒，过期时间只有10秒，当执行到10秒时第二个线程进来拿到这把锁，会出现多个线程拿到同一把锁执行。为了避免这种情况的出现，可以使用续期超时时间的方法来解决。

String lockKey = "lockKey";
String threadId = Thread.currentThread().getId();
boolean lockSuccess = jedis.setnx(lockKey, threadId) == 1;
try {
    if (lockSuccess) {
        // 获取到锁，执行任务
        doTask();
    }
} finally {
    // 释放锁
    if (lockSuccess) {
        jedis.del(lockKey);
    }
    // 续期超时时间
    if (jedis.ttl(lockKey) > 10) {
        jedis.expire(lockKey, 10);
    }
}
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在加锁的代码中，使用jedis.ttl(lockKey)来获取锁的剩余时间，如果锁的剩余时间大于10秒，就使用jedis.expire(lockKey, 10)来设置锁的超时时间为10秒。这样可以续期超时时间，避免出现多个线程拥有同一把锁的现象。

🎉 4. 锁的过期时间比业务执行时间短，锁永久失效

如果锁的过期时间比业务执行时间短，且程序执行的时间超过了设置的过期时间，就会导致其他线程删除了自己的锁，出现锁永久失效的情况。为了避免这种情况的出现，需要给每个线程都设置一个唯一标识，避免出现程序执行的时间超过设置的过期时间，导致其他线程删除了自己的锁，只允许自己删除自己线程的锁。

String lockKey = "lockKey";
String threadId = Thread.currentThread().getId();
String uniqueId = UUID.randomUUID().toString();
boolean lockSuccess = jedis.setnx(lockKey, uniqueId) == 1;
try {
    if (lockSuccess) {
        // 获取到锁，执行任务
        doTask();
    }
} finally {
    // 释放锁
    if (lockSuccess && uniqueId.equals(jedis.get(lockKey))) {
        jedis.del(lockKey);
    }
}
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在加锁的代码中，使用UUID.randomUUID().toString()来生成每个线程的唯一标识，这样就保证了每个线程都有一个唯一的标识。在释放锁的时候，使用jedis.get(lockKey)来获取当前锁的值，如果当前线程的唯一标识和锁的值相同，就释放锁。这样就可以避免出现锁永久失效的情况。

总之，在使用Redis分布式锁的时候，需要注意一些异常情况，并且给每个线程都设置一个唯一标识，保证锁的正确使用。使用try finally语句块来确保锁最终能够被释放，在加锁的时候设置锁的超时时间，避免出现锁不能被释放的现象。在锁的过期时间比业务执行时间短的情况下，可以使用续期超时时间的方法来解决。最后，使用Redis分布式锁可以保证数据的正确性和一致性，提高了应用程序的可用性、可靠性和并发性。

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📥博主的人生感悟和目标

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