（Redis）Redis 分布式锁及改进策略详解

一、为什么需要分布式锁

在单机应用中，synchronized 或 ReentrantLock 足以解决并发问题。但在 分布式系统 中，多台服务器之间共享同一个资源时，如果没有锁，很可能出现 超卖、重复扣减、数据不一致 等问题。
因此，分布式锁应运而生，Redis 因其高性能与丰富指令，成为分布式锁的常用实现工具。

二、Redis 实现分布式锁的基本原理

Redis 分布式锁主要基于 SET key value NX EX time 命令实现，核心思路：

1. 加锁：

   • 使用 SETNX 保证 key 不存在时才能成功设置。

   • 使用 EX 设置过期时间，避免死锁。

   • value 通常设置为随机值，用于标识锁的持有者。

2. 解锁：

   • 判断当前锁的 value 是否是自己设置的随机值。

   • 只有持有者才能释放锁。

   • 使用 Lua 脚本保证“查询 value + 删除 key”的原子性。

这样可以保证：

• 互斥性：同一时刻只有一个客户端获取锁。

• 避免死锁：即使客户端异常宕机，锁也会自动过期释放。

• 可重入/安全解锁：通过 value 标识持有者，防止误删别人的锁。

三、可能存在的问题

1. 锁过期导致并发

   • 如果业务逻辑执行时间 > 锁过期时间，可能导致锁自动释放，其他客户端拿到锁，出现数据不一致。

2. 主从复制延迟问题

   • 在 Redis 主从架构下，如果主节点写入成功但未同步到从节点，主节点宕机后从节点被提升为主，会导致锁丢失。

3. 不可重入性

   • 同一个线程多次加锁会失败，需要额外机制实现可重入。

四、改进策略

1. 合理设置过期时间

• 根据业务逻辑耗时设置合理的锁过期时间。

• 可结合 锁续期机制：在后台定时任务中为锁自动续期（如 Redisson 的 WatchDog）。

2. 使用 Lua 脚本保证原子性

• 解锁必须使用 Lua 脚本，保证“判断 value + 删除 key”操作的原子性。

3. Redlock 算法（Redis 官方提出）

• 通过 多个 Redis 实例 获取锁，必须在大多数节点上成功才算加锁成功。

• 提高了分布式锁的可靠性，避免因单点故障导致锁失效。

4. 引入 Redisson 框架

• Redisson 封装了分布式锁，支持可重入锁、公平锁、读写锁、自动续期等功能。

• 在实际业务中更推荐使用，而不是自己手写。

五、典型应用场景

1. 电商秒杀：防止超卖。

2. 库存扣减：保证同一商品库存不会被多次扣减。

3. 订单防重：防止重复提交订单。