Redis如何实现分布式锁,单机Redis与集群Redis问题解决方案

在Redis中实现分布式锁通常使用SETNX命令(或在Redis 2.6.12以上版本中使用SET key value EX max-lock-time NX),该命令只在键不存在时设置值,相当于一个只有锁定功能的简单CAS操作。

单机Redis的问题解决方案:

  1. 使用上述提到的SET命令,加上NX选项(表示Key不存在时才执行)和PX选项(设置过期时间)。
  2. 使用SET命令的ABA问题,可以通过在值中添加一个版本号或时间戳来解决。

集群Redis的问题解决方案:

  1. 使用Redlock算法,该算法通过在多个独立的Redis节点上尝试获取锁,来减少因为单节点故障而导致的服务不可用。
  2. 使用Redlock算法时,确保每个节点的时间偏差不应超过max-clock-drift,通常设置为几毫秒。

以下是使用Python的redis-py库实现Redlock的一个简单示例:




import redis
import time
import uuid
 
class Redlock:
    def __init__(self, servers, lock_timeout=10000, retry_count=3, retry_delay=100):
        self.servers = servers
        self.lock_timeout = lock_timeout
        self.retry_count = retry_count
        self.retry_delay = retry_delay
        self.quorum = len(servers) // 2 + 1
        self.redis_clients = [redis.StrictRedis(host=host, port=port) for host, port in servers]
 
    def lock(self, resource, value=None):
        if value is None:
            value = str(uuid.uuid4())
        valid_until = int(time.time()) * 1000 + self.lock_timeout + 1
        value = f"{value}:{valid_until}"
 
        for client in self.redis_clients:
            if client.set(resource, value, nx=True, px=self.lock_timeout):
                return value
 
        return self.retry_acquire_lock(resource, value)
 
    def retry_acquire_lock(self, resource, value):
        retry = 0
        while retry < self.retry_count:
            for client in self.redis_clients:
                if client.set(resource, value, nx=True, px=self.lock_timeout):
                    return value
            time.sleep(self.retry_delay / 1000.0)
            retry += 1
        return False
 
    def unlock(self, resource, value):
        for client in self.redis_clients:
            pipe = client.pipeline(True)
            while True:
                try:
                    end = pipe.get(resource)
                    if end and int(end.decode('utf-8').split(':')[1]) > int(time.time() * 1000):
                        break
                    pipe.watch(resource)
                    if end and end.decode('utf-8') == value:
                        pipe.multi()
                        pipe.delete(resource)
                        pipe.execute()
                        return True
                    pipe.unwatch()
                    break
                except redis.exceptions.WatchError:
                    pas

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