redis面试公平锁排队代码剖析

公平锁在多线程环境下，可以保证获取锁的顺序，确保不会因为线程调度的随机性导致某些线程始终获取不到锁。在Redis中，实现公平锁的一种方式是使用Redlock算法，但是Redlock不是Redis自带的特性，需要用户自己实现。

以下是一个简化的公平锁实现示例，使用了Redis的列表数据结构和Lua脚本来保证操作的原子性：

-- Lua脚本实现公平锁
local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
local lock_timeout = ARGV[2]
 
-- 尝试获取锁
local is_locked = redis.call('SETNX', key, value)
if is_locked == 1 then
    -- 如果获取锁成功，设置过期时间
    redis.call('EXPIRE', key, lock_timeout)
    return value
else
    -- 如果获取锁失败，返回0
    return 0
end

在实际应用中，你需要通过Redis客户端执行这个Lua脚本。以下是一个Python示例，使用redis-py客户端执行上述Lua脚本：

import redis
 
# 连接到Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
 
# 公钥值和锁超时时间
value = 'unique_value'
lock_timeout = 5  # 锁超时时间为5秒
 
# Lua脚本
lock_script = """
local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
local lock_timeout = ARGV[2]
 
local is_locked = redis.call('SETNX', key, value)
if is_locked == 1 then
    redis.call('EXPIRE', key, lock_timeout)
    return value
else
    return 0
end
"""
 
# 执行Lua脚本获取锁
result = r.eval(lock_script, 1, 'my_lock', value, lock_timeout)
if result == value:
    print("获取锁成功")
    try:
        # 这里执行需要互斥访问的代码
    finally:
        # 释放锁，删除key
        r.delete('my_lock')
else:
    print("获取锁失败")

在这个示例中，我们使用了SETNX命令来实现一个类似于tryLock的操作，如果返回1，表示获取锁成功，否则获取锁失败。在获取锁成功后，我们设置了锁的过期时间，以防服务器崩溃或者其他原因导致没有释放锁。在使用完成后，通过DELETE命令释放锁。这样就保证了在多线程环境下的公平性和互斥性。