redis 实现并发锁go

锁的作用是：当多个线程竞争一个资源时，会出现资源被干掉或者资源重置为另一个值，这时锁的作用就出现了，锁住当前的资源，其他线程就不会修改此数据了。

使用redis锁的思想是：将资源作为一个独立标识，然后放在字符串里面，并且使用过期时间来声明锁：

也可以手动释放，才去循环设置超时时间

SetNX 这个命令就很好地作为资源声明，创建一个锁：

import (

"context"

"go-redis/client"

"time"

"githubcom/go-redis/redis/v8"

"githubcom/google/uuid"

)

var ctx = contextTODO()

func Lock(lockname string, locktime int64) string {

u, _ := uuidNewUUID()

ustr := uString()

end := timeNow()Unix() + locktime

for {

  if timeNow()Unix() < end {

  clientRedisClient()SetNX(ctx, "lock:"+lockname, ustr, timeHour)

  return ustr

  }

}

}

而释放锁，一般是两步合并的 *** 作，因为它会减少IO *** 作。

两步分为：

获取资源

如果有此资源，释放锁（删除资源uuid）

package redislock

import (

"context"

"go-redis/client"

"time"

"githubcom/go-redis/redis/v8"

"githubcom/google/uuid"

)

var ctx = contextTODO()

// 释放锁

func Release(lockname string, indetifier string) bool {

pipline := clientRedisClient()TxPipeline()

lockname = "lock:" + lockname

for {

  piplineGet(ctx, lockname)Val()

  cmders, _ := piplineExec(ctx)

  perm, _ := cmders[0](redisStringCmd)Result()

  if perm == indetifier {

  piplineDel(ctx, lockname) // 删除锁

  piplineExec(ctx)

  return true

  }

}

}

Java中的锁主要包括synchronized锁和JUC包中的锁，这些锁都是针对单个JVM实例上的锁，对于分布式环境如果我们需要加锁就显得无能为力。在单个JVM实例上，锁的竞争者通常是一些不同的线程，而在分布式环境中，锁的竞争者通常是一些不同的线程或者进程。如何实现在分布式环境中对一个对象进行加锁呢？答案就是分布式锁。

目前分布式锁的实现方案主要包括三种：

基于数据库实现分布式锁主要是利用数据库的唯一索引来实现，唯一索引天然具有排他性，这刚好符合我们对锁的要求：同一时刻只能允许一个竞争者获取锁。加锁时我们在数据库中插入一条锁记录，利用业务id进行防重。当第一个竞争者加锁成功后，第二个竞争者再来加锁就会抛出唯一索引冲突，如果抛出这个异常，我们就判定当前竞争者加锁失败。防重业务id需要我们自己来定义，例如我们的锁对象是一个方法，则我们的业务防重id就是这个方法的名字，如果锁定的对象是一个类，则业务防重id就是这个类名。

基于缓存实现分布式锁：理论上来说使用缓存来实现分布式锁的效率最高，加锁速度最快，因为Redis几乎都是纯内存 *** 作，而基于数据库的方案和基于Zookeeper的方案都会涉及到磁盘文件IO，效率相对低下。一般使用Redis来实现分布式锁都是利用Redis的 SETNX key value 这个命令，只有当key不存在时才会执行成功，如果key已经存在则命令执行失败。

基于Zookeeper：Zookeeper一般用作配置中心，其实现分布式锁的原理和Redis类似，我们在Zookeeper中创建瞬时节点，利用节点不能重复创建的特性来保证排他性。

在实现分布式锁的时候我们需要考虑一些问题，例如：分布式锁是否可重入，分布式锁的释放时机，分布式锁服务端是否有单点问题等。

上面已经分析了基于数据库实现分布式锁的基本原理：通过唯一索引保持排他性，加锁时插入一条记录，解锁是删除这条记录。下面我们就简要实现一下基于数据库的分布式锁。

id字段是数据库的自增id，unique_mutex字段就是我们的防重id，也就是加锁的对象，此对象唯一。在这张表上我们加了一个唯一索引，保证unique_mutex唯一性。holder_id代表竞争到锁的持有者id。

如果当前sql执行成功代表加锁成功，如果抛出唯一索引异常(DuplicatedKeyException)则代表加锁失败，当前锁已经被其他竞争者获取。

解锁很简单，直接删除此条记录即可。

是否可重入 ：就以上的方案来说，我们实现的分布式锁是不可重入的，即是是同一个竞争者，在获取锁后未释放锁之前再来加锁，一样会加锁失败，因此是不可重入的。解决不可重入问题也很简单：加锁时判断记录中是否存在unique_mutex的记录，如果存在且holder_id和当前竞争者id相同，则加锁成功。这样就可以解决不可重入问题。

锁释放时机 ：设想如果一个竞争者获取锁时候，进程挂了，此时distributed_lock表中的这条记录就会一直存在，其他竞争者无法加锁。为了解决这个问题，每次加锁之前我们先判断已经存在的记录的创建时间和当前系统时间之间的差是否已经超过超时时间，如果已经超过则先删除这条记录，再插入新的记录。另外在解锁时，必须是锁的持有者来解锁，其他竞争者无法解锁。这点可以通过holder_id字段来判定。

数据库单点问题 ：单个数据库容易产生单点问题：如果数据库挂了，我们的锁服务就挂了。对于这个问题，可以考虑实现数据库的高可用方案，例如MySQL的MHA高可用解决方案。

使用Jedis来和Redis通信。

可以看到，我们加锁就一行代码：

jedisset(String key, String value, String nxxx, String expx, int time);

这个set()方法一共五个形参：

第一个为key,我们使用key来当锁，因为key是唯一的。

第二个为value，这里写的是锁竞争者的id，在解锁时，我们需要判断当前解锁的竞争者id是否为锁持有者。

第三个为nxxx，这个参数我们填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即当key不存在时，我们进行set *** 作；若key已经存在，则不做任何 *** 作。

第四个为expx，这个参数我们传的是PX，意思是我们要给这个key加一个过期时间的设置，具体时间由第五个参数决定；

第五个参数为time，与第四个参数相呼应，代表key的过期时间。

总的来说，执行上面的set()方法就只会导致两种结果：1当前没有锁（key不存在）,那么久进行加锁 *** 作，并对锁设置一个有效期，同时value表示加锁的客户端。2已经有锁存在，不做任何 *** 作。

上述解锁请求中， SET_IF_NOT_EXIST (不存在则执行)保证了加锁请求的排他性，缓存超时机制保证了即使一个竞争者加锁之后挂了，也不会产生死锁问题：超时之后其他竞争者依然可以获取锁。通过设置value为竞争者的id，保证了只有锁的持有者才能来解锁，否则任何竞争者都能解锁，那岂不是乱套了。

解锁的步骤：

注意到这里解锁其实是分为2个步骤，涉及到解锁 *** 作的一个原子性 *** 作问题。这也是为什么我们解锁的时候用Lua脚本来实现，因为Lua脚本可以保证 *** 作的原子性。那么这里为什么需要保证这两个步骤的 *** 作是原子 *** 作呢？

设想：假设当前锁的持有者是竞争者1，竞争者1来解锁，成功执行第1步，判断自己就是锁持有者，这是还未执行第2步。这是锁过期了，然后竞争者2对这个key进行了加锁。加锁完成后，竞争者1又来执行第2步，此时错误产生了：竞争者1解锁了不属于自己持有的锁。可能会有人问为什么竞争者1执行完第1步之后突然停止了呢？这个问题其实很好回答，例如竞争者1所在的JVM发生了GC停顿，导致竞争者1的线程停顿。这样的情况发生的概率很低，但是请记住即使只有万分之一的概率，在线上环境中完全可能发生。因此必须保证这两个步骤的 *** 作是原子 *** 作。

是否可重入 ：以上实现的锁是不可重入的，如果需要实现可重入，在 SET_IF_NOT_EXIST 之后，再判断key对应的value是否为当前竞争者id，如果是返回加锁成功，否则失败。

锁释放时机 ：加锁时我们设置了key的超时，当超时后，如果还未解锁，则自动删除key达到解锁的目的。如果一个竞争者获取锁之后挂了，我们的锁服务最多也就在超时时间的这段时间之内不可用。

Redis单点问题 ：如果需要保证锁服务的高可用，可以对Redis做高可用方案：Redis集群+主从切换。目前都有比较成熟的解决方案。

利用Zookeeper创建临时有序节点来实现分布式锁：

其基本思想类似于AQS中的等待队列，将请求排队处理。其流程图如下：

解决不可重入 ：客户端加锁时将主机和线程信息写入锁中，下一次再来加锁时直接和序列最小的节点对比，如果相同，则加锁成功，锁重入。

锁释放时机 ：由于我们创建的节点是顺序临时节点，当客户端获取锁成功之后突然session会话断开，ZK会自动删除这个临时节点。

单点问题 ：ZK是集群部署的，主要一半以上的机器存活，就可以保证服务可用性。

Zookeeper第三方客户端curator中已经实现了基于Zookeeper的分布式锁。利用curator加锁和解锁的代码如下：

Redis 支持多种数据结构，比如 字符串、列表、集合、有序集合 和 哈希 等数据结构。本次我整理了关于 字符串 相关的命令，也就是关于 Strings 相关的命令，如下图。

上图中用红色圈中的部分，就是关于 字符串 相关的命令。如果想要在 Redis 中查看相关的命令也可以使用 help 命令来进行查看，命令如下。

在按下回车后，可以看到相应分类命令的说明，如下图。

图中就是部分关于 Strings 相关的部分命令。

常用 Strings 相关命令

为了大家能够直接复制命令进行测试，下面我就不截图了。

1、set 命令

set 命令的作用是 设置一个 key 的 value 值

设置 key 对应的字符串类型

上面的命令分别对 key1 设置为 value1，对 key2 设置为 value2。

set 命令除了基本的用法外，还有几个参数，先来说一下 nx 和 xx 两个参数。

nx 表示 key 不存在时，执行 *** 作

xx 表示 Key 存在时，执行 *** 作

命令 set k1 v1 nx 表示，当 k1 不存在时，给 k1 设置字符串值为 v1，此时 k1 并不存在，因此该命令被执行；

命令 set k2 v2 xx 表示，当 k2 存在时，给 k2 设置字符串值为 v2，此时 k2 并不存在，因此该命令没有被执行

再介绍另外两个参数，分别是 ex 和 px，ex 和 px 是在进行 set 命令时可以设置过期时间的命令

ex 表示 设置的过期时间以秒为单位

px 表示 设置的过期时间以毫秒为单位

2、setnx 命令

setnx 命令的作用是 当指定的键不存在时给该键设置一个值

该命令类似 set 命令附带了 nx 参数

在上面的命令中，setnx k1 value1，由于 k1 存在，因此命令没有被执行，setnx k2 value2，由于 k2 不存在，因此命令被执行。

当命令执行成功，返回值为 1

当命令执行不成功，返回值为 0

3、get 命令

get 命令的作用是 获取指定 key 的值

该命令已经被多次使用了，演示如下：

4、getset 命令

getset 命令的作用是 设置一个 key 的 value，并获取设置前的值

该命令相当于 先对指定的 key 进行一次 get *** 作，再执行一次 set *** 作，两个命令合并，可以保证原子性。

5、mget 命令

mget 命令的作用是 一次获取多个 key 的值，如果 key 不存在则返回 nil

可以看到，key3 是不存在的，因此 key3 返回的值是 nil

6、mset 命令

mset 命令的作用是 设置多个key value

7、msetnx 命令

msetnx 命令的作用是 设置多个key value，仅当key不存在时

可以看出，msetnx k4 vv4 k5 vv5 时，此时不存在 k4 和 k5 因此该命令执行成功，在执行 msetnx k4 v4 k5 v5 k6 v6 时，由于 k4 和 k5 已经存在，则使得这条命令执行失败，因此 k4 和 k5 的值仍然是 vv4 和 vv5，并且没有 k6 这个 key。

8、incr 命令

incr 命令的作用是 执行原子加1 *** 作

9、decr 命令

decr 命令的作用是 整数原子减1

10、incrby 命令

incrby 命令的作用是 执行原子增加一个整数

11、decrby 命令

decrby 命令的作用是 原子减指定的整数

12、incrbyfloat 命令

incrbyfloat 命令的作用是 执行原子增加一个浮点数

13、setrange 命令

setrange 命令的作用是 修改字符串指定偏移的值

字符串的偏移从 0 开始，hello 的长度为 5，最后 1 个下标为 4，当我们 setrange kstr 6 x 时，我们将 kstr 下标 6 的位置设置为了 x，因此在下标 5 的位置处给了一个 \x00，即 ASCII 码的 0。

14、getrange 命令

getrange 命令的作用是 获取存储在key上的值的一个子字符串

下标 -1 为最后一个下标，下标 -2 为倒数第二个下标

15、append 命令

append 命令的作用是 追加一个值到key上

总结

这些基础的命令当中，除了可以当作基础的 *** 作 字符串 的命令来用，也有其他方面的用处，比如在高并发当中可以用来设置锁等。把今天整理的命令完善了一个思维导图，如下。

以上就是关于redis 实现并发锁go全部的内容，包括:redis 实现并发锁go、高并发没锁可不行，三种分布式锁详解、Redis | Redis 字符串相关命令等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！