Redis 缓存和 Redis 分布式锁
目录
Redis 缓存 (Caching)
目的
核心逻辑
存储形式总结
典型场景
Redis 分布式锁 (Distributed Lock)
目的
核心作用
核心逻辑
典型场景
核心区别总结
Redis 缓存 (Caching)
在Redis中，数据是以键值对的形式存储的，其中键总是字符串类型，而值可以是多种数据类型。
目的
加速数据访问，减少对慢速数据源（如数据库）的频繁查询，提升系统性能和吞吐量。
核心逻辑
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读操作：
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应用优先从 Redis 读取数据。
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若 Redis 中无数据（缓存未命中），则查询数据库，并将结果写入 Redis。
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写操作：
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更新数据库后，同步或异步更新/失效 Redis 中的缓存（如
DEL key或SET key new_value）。
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存储形式总结
| 数据类型 | 底层实现 | 最大元素数 | 特点 |
|---|---|---|---|
| String | SDS 动态字符串 | 512 MB | 支持文本/二进制数据 |
| Hash |
| 2³²-1 个字段 | 高效存储对象属性 |
| List | 双向链表/ziplist | 2³²-1 个元素 | 保持插入顺序 |
| Set | 哈希表或 intset | 2³²-1 个元素 | 自动去重 |
| Sorted Set | 跳表 + 哈希表 | 2³²-1 个元素 | 按分数排序 |
| Geospatial | Sorted Set | 同 Sorted Set | 支持地理坐标计算 |
| Stream | rax 树 | 理论无上限 | 支持消费者组 |
| Bitmap | String | 2³² 位 | 超高效布尔存储 |
| HyperLogLog | 专用结构 | 理论无上限 | 固定12KB内存存储巨大基数 |
// 设置过期时间
db.KeyExpire("temp_data", TimeSpan.FromMinutes(30));// 滑动过期
db.StringSet("session:1001", data, TimeSpan.FromMinutes(20), when: When.Always);典型场景
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高频读取的热点数据（如商品信息、用户资料）
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减轻数据库压力
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加速 API 响应
Redis 分布式锁 (Distributed Lock)
目的
协调分布式系统中多个进程/服务的并发操作，确保同一时刻只有一个客户端能执行关键逻辑（如资源修改），避免数据竞争。
核心作用
Redis 分布式锁用于解决分布式系统中的并发冲突问题，主要作用包括：
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资源互斥访问
确保多个服务实例/进程同时操作共享资源（如数据库、文件）时，同一时刻只有一个客户端能执行关键代码。例：避免库存超卖、重复支付、文件覆盖等问题。
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协调分布式任务
保证定时任务、批处理操作在集群环境中只被执行一次。 -
防止并发副作用
避免多个请求同时修改同一数据导致状态不一致
核心逻辑
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加锁：
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客户端尝试在 Redis 中创建一个唯一键（如
lock:order_123），通过原子操作（如SET key random_value NX PX 30000）确保互斥性。
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执行业务逻辑：
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只有成功获得锁的客户端才能执行后续操作（如扣减库存）。
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解锁：
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完成后删除该键（需通过 Lua 脚本验证值，避免误删其他客户端的锁）。
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典型场景
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分布式系统下的资源互斥访问（如订单支付、库存扣减）
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防止重复任务调度（如定时任务只在一个节点执行）
// 示例：使用 Redlock 或 StackExchange.Redis 锁
var redisLock = _redis.AcquireLock("lock:order_123", TimeSpan.FromSeconds(30));
try
{if (redisLock.IsAcquired){// 执行业务逻辑（如扣减库存）_stockService.ReduceStock(productId, 1);}
}
finally
{redisLock?.Release(); // 释放锁
}类库中用到的包是RedLockNet：
//锁信息集合
var trayBarcodeLockInfos = new List<IRedLock>();
try{//获取锁var lockInfo = await _redLockLead.AcquireLockAsync(moveTrayBalance.TrayBarcode);_ = !lockInfo.IsAcquired ? throw new BusinessException(message: _localizer["_TrayBarcodeRequestExist", moveTrayBalance.TrayBarcode]) : false;trayBarcodeLockInfos.Add(lockInfo); //获取锁成功 将锁加入集合中//执行业务逻辑··········}catch (BusinessException ex){}
finally{//释放锁foreach (var lockInfo in trayBarcodeLockInfos){await _redLockLead.ReleaseLockAsync(lockInfo);}}AcquireLockAsync() 获取锁 获取不到返回失败
IsAcquired() 代表是否获取锁成功
/// <summary>
/// 获取锁(获取不到立即返回失败)
/// </summary>
/// <param name="lockKey"></param>
/// <returns></returns>
public virtual async Task<IRedLock> AcquireLockAsync(string lockKey)
{var redLock = await _factoryProvider.RedLockFactoryInstance.CreateLockAsync(lockKey, _defaultKeyExpiry);return redLock;
}/// <summary>
/// 获取锁(阻塞直到获取锁成功或者1h后仍获取不到，返回失败)
/// </summary>
/// <param name="lockKey"></param>
/// <returns></returns>
public virtual async Task<IRedLock> AcquireLockUntilSuccessAsync(string lockKey)
{var redLock = await _factoryProvider.RedLockFactoryInstance.CreateLockAsync(lockKey, _defaultKeyExpiry, _wait, _retry);return redLock;
}public async Task<IRedLock> CreateLockAsync(string resource, TimeSpan expiryTime, TimeSpan waitTime, TimeSpan retryTime, CancellationToken? cancellationToken = null)
{return await RedLock.CreateAsync(loggerFactory.CreateLogger<RedLock>(), redisCaches, resource, expiryTime, waitTime, retryTime, configuration.RetryConfiguration, cancellationToken ?? CancellationToken.None).ConfigureAwait(continueOnCapturedContext: false);
}默认为每10秒尝试一次，在尝试了一小时后还获取不到锁的话，就返回失败
/// <summary>
/// 释放锁
/// </summary>
/// <param name="redLock"></param>
/// <returns></returns>
public virtual async Task ReleaseLockAsync(IRedLock redLock)
{await redLock.DisposeAsync();
}核心区别总结
| 特性 | Redis 缓存 | Redis 分布式锁 |
|---|---|---|
| 核心目标 | 提升读取性能，降低数据库压力 | 解决分布式系统并发冲突 |
| 数据性质 | 存储业务数据（如用户信息） | 存储锁状态（临时性、非业务数据） |
| 读写模式 | 高频读、低频写 | 短期占用、立即释放 |
| 生命周期 | 可长期存在（有过期时间） | 临时存在（任务结束即释放） |
| 关键命令 | GET/SET/DEL/EXPIRE | SET NX PX/EVAL（Lua 解锁） |
| 数据一致性 | 需处理缓存与数据库一致性（如双写策略） | 需确保锁的互斥性和安全性（如 Redlock） |
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锁是协调机制，不存储业务数据；缓存是数据副本，两者不可互换。
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缓存仅加速数据读取，无法控制并发写操作（如超卖问题仍需分布式锁或数据库事务）。
实际系统中二者常结合使用：
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读场景：用 Redis 缓存加速数据访问。
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写场景：用 Redis 分布式锁保护共享资源，确保数据一致性。
| 适用场景 | 不适用场景 |
|---|---|
| 库存扣减/秒杀系统 | 高频短操作（锁开销 > 业务开销） |
| 分布式任务调度 | 强一致性要求极高的金融交易 |
| 防止重复提交 | 单机应用（用 Monitor 即可） |
| 跨服务共享资源协调 | 读多写少场景（用乐观锁更优） |