借助Redis實現(xiàn)的鎖及分布式鎖,及相關Go package

Redis的原子性

同一個Redis實例女轿,它只以單個進程運行箭启,并可以確保所有請求都是在同一個序列中執(zhí)行的,因此可以保證Redis執(zhí)行的語句是原子性的蛉迹。 對于使用EVAL傅寡,通過LUA運行的多條語句,也可以保證像數(shù)據(jù)庫事務一樣具有原子性北救。

單實例Redis

一個Go的實現(xiàn):https://github.com/bsm/redis-lock

單實例Redis只需借助SETNX(2.6.12后續(xù)版本只需SET key value NX也可以做到)即可:

LOCK(lockKey, ownerID):
SET lockKey   ownerID  NX PX  expirationInMilliseconds

Unlock(lockKey, ownerID):
if GET(lockKey) == ownerID:
    DEL(lockKey)

為lockKey設置一個獨一無二的值ownerID荐操,這樣在Unlock時,就不會出現(xiàn)lockKey正好被自動Expire刪除后珍策,原擁有者誤將別人的鎖釋放掉的情況托启。

如果一系列操作需要多個Redis操作,那么應當EVAL將多個操作封裝到同一段LUA代碼中攘宙,否則可能導致多次通訊時差中出現(xiàn)意外屯耸。

這種情況僅適用于同一條key存在于同一個Redis實例的情況,例如Redis只有一個蹭劈,或者不使用Master-Slave的Redis集群疗绣,例如無slave的hashring集群(利用類似一致性環(huán)形哈希計算key,最終請求落到特定節(jié)點上)

如果是使用Master-Slave的Redis集群铺韧,同一個key可以存在若干個備份多矮,寫入master的數(shù)據(jù)同步到slave中需要一段時間」颍考慮以下情形:

  1. Client A在master上獲取了對key的鎖: key:A
  2. master短暫故障(網(wǎng)絡故障工窍,重啟等),但key:A尚未同步到slave
  3. Client B向slave請求獲得鎖 key:B成功
  4. master恢復運行前酿,現(xiàn)在Client A患雏、B都認為自己獲得了鎖

Red-lock分布式鎖算法

一個Go的實現(xiàn):https://github.com/go-redsync/redsync
在使用master-slave集群時,上述鎖的問題在于同步過程中發(fā)生了沖突罢维,因此一種解決方案是同時在多個節(jié)點上獲取鎖淹仑,當在多數(shù)節(jié)點成功時,就意味著其它client必然只能獲得少數(shù)成功肺孵,該算法來自https://redis.io/topics/distlock匀借,根據(jù)Redis文檔的說法,并未在生產(chǎn)環(huán)境全面驗證平窘,但理論上是行的通的吓肋。算法如下:

假定我們想要鎖定的時間為T,

  1. 記錄下當前時間start瑰艘,以毫秒(ms)為單位
  2. 借助多線程/協(xié)程同時向所有Redis實例請求獲得鎖 K:V, px=T是鬼,設置一個請求的超時時間肤舞,例如如果T為10s,那么我們可以設置請求超時為5-50ms均蜜,這樣就可以避免在一個已經(jīng)死掉的client上花費過多時間李剖,但該值不應當?shù)陀诰W(wǎng)絡通訊時間
  3. 不論成功與否,所有過程結束之后囤耳,計算剩余鎖的時間 t=now-start
  4. 如果t<T篙顺,或者成功獲得鎖的數(shù)量不超過集群的半數(shù),則認為失敗
  5. 如果獲取鎖失敗充择,那么釋放掉所有集群上的鎖(僅限于K:V一致)德玫。為什么不只釋放自己成功獲得鎖的實例呢?考慮到集群中存在Master-Slave的同步機制椎麦,以及我們設置的請求超時宰僧,最終存有我們的鎖的實例將不限于曾經(jīng)成功的那些,因此必須對所有實例釋放我們的鎖铃剔。
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