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怎么样在Redis上实现分布式锁?

2016-07-07 15:12:25 来源:www.45fan.com 【

怎么样在Redis上实现分布式锁?

背景:

在很多互联网产品应用中,有些场景需要加锁处理,比如:秒杀,全局递增ID,楼层生成等等。大部分是解决方案基于DB实现的,Redis为单进程单线程模式,采用队列模式将并发访问变成串行访问,且多客户端对Redis的连接并不存在竞争关系。

项目实践

任务队列用到分布式锁的情况比较多,在将业务逻辑中可以异步处理的操作放入队列,在其他线程中处理后出队,此时队列中使用了分布式锁,保证入队和出队的一致性。关于redis队列这块的逻辑分析,我将在下一次对其进行总结,此处先略过。


接下来对redis实现的分布式锁的逻辑代码进行详细的分析和理解:

1、为避免特殊原因导致锁无法释放, 在加锁成功后, 锁会被赋予一个生存时间(通过 lock 方法的参数设置或者使用默认值), 超出生存时间锁将被自动释放.

2、锁的生存时间默认比较短(秒级, 具体见 lock 方法), 因此若需要长时间加锁, 可以通过 expire 方法延长锁的生存时间为适当的时间. 比如在循环内调用 expire
3、系统级的锁当进程无论因为任何原因出现crash,操作系统会自己回收锁,所以不会出现资源丢失。
4、但分布式锁不同。若一次性设置很长的时间,一旦由于各种原因进程 crash 或其他异常导致 unlock 未被调用,则该锁在剩下的时间就变成了垃圾锁,导致其他进程或进程重启后无法进入加锁区域。

<?php
 
require_once 'RedisFactory.php';
 
/**
* 在 Redis 上实现的分布式锁
*/
class RedisLock {
 
//单例模式
 private static $_instance = null;
 public static function instance() {
  if(self::$_instance == null) {
   self::$_instance = new RedisLock();
  }
  return self::$_instance;
 }
 
 
//redis对象变量
 private $redis;
 
//存放被锁的标志名的数组
 private $lockedNames = array();
 
 public function __construct() {
  
//获取一个 RedisString 实例
  $this->redis = RedisFactory::instance()->getString();
 }
 
 
/** 
 
* 加锁
 
*
 
* @param string 锁的标识名
 
* @param int 获取锁失败时的等待超时时间(秒), 在此时间之内会一直尝试获取锁直到超时. 为 0 表示失败后直接返回不等待
 
* @param int 当前锁的最大生存时间(秒), 必须大于 0 . 如果超过生存时间后锁仍未被释放, 则系统会自动将其强制释放
 
* @param int 获取锁失败后挂起再试的时间间隔(微秒)
 
*/
 public function lock($name, $timeout = 0, $expire = 15, $waitIntervalUs = 100000) {
  if(empty($name)) return false;
 
  $timeout = (int)$timeout;
  $expire = max((int)$expire, 5);
  $now = microtime(true);
  $timeoutAt = $now + $timeout;
  $expireAt = $now + $expire;
 
  $redisKey = "Lock:$name";
  while(true) {
   $result = $this->redis->setnx($redisKey, (string)$expireAt);
   if($result !== false) {
    
//对$redisKey设置生存时间
    $this->redis->expire($redisKey, $expire);
    
//将最大生存时刻记录在一个数组里面
    $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
    return true;
   }
 
   
//以秒为单位,返回$redisKey 的剩余生存时间
   $ttl = $this->redis->ttl($redisKey);
   
// TTL 小于 0 表示 key 上没有设置生存时间(key 不会不存在, 因为前面 setnx 会自动创建)
   
// 如果出现这种情况, 那就是进程在某个实例 setnx 成功后 crash 导致紧跟着的 expire 没有被调用. 这时可以直接设置 expire 并把锁纳为己用
   if($ttl < 0) {
    $this->redis->set($redisKey, (string)$expireAt, $expire);
    $this->lockedNames[$name] = $expireAt;
    return true;
   }
 
   
// 设置了不等待或者已超时
   if($timeout <= 0 || microtime(true) > $timeoutAt) break;
 
   
// 挂起一段时间再试
   usleep($waitIntervalUs);
  }
 
  return false;
 }
 
 
/**
 
* 给当前锁增加指定的生存时间(秒), 必须大于 0
 
*
 
* @param string 锁的标识名
 
* @param int 生存时间(秒), 必须大于 0
 
*/
 public function expire($name, $expire) {
  if($this->isLocking($name)) {
   if($this->redis->expire("Lock:$name", max($expire, 1))) {
    return true;
   }
  }
  return false;
 }
 
 
/**
 
* 判断当前是否拥有指定名称的锁
 
*
 
* @param mixed $name
 
*/
 public function isLocking($name) {
  if(isset($this->lockedNames[$name])) {
   return (string)$this->lockedNames[$name] == (string)$this->redis->get("Lock:$name");
  }
  return false;
 }
 
 
/**
 
* 释放锁
 
*
 
* @param string 锁的标识名
 
*/
 public function unlock($name) {
  if($this->isLocking($name)) {
   if($this->redis->deleteKey("Lock:$name")) {
    unset($this->lockedNames[$name]);
    return true;
   }
  }
  return false;
 }
 
 
/** 释放当前已经获取到的所有锁 */
 public function unlockAll() {
  $allSuccess = true;
  foreach($this->lockedNames as $name => $item) {
   if(false === $this->unlock($name)) {
    $allSuccess = false;
   }
  }
  return $allSuccess;
 }
}

此类很多代码都写上了注释,只要认真理解下,就很容易懂得如何在redis实现分布式锁了。


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Tags: 实现 Redis 高性能
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