分布式锁的解决方式

1. 基于数据库表做乐观锁，用于分布式锁。(适用于小并发)
2. 使用memcached的add()方法，用于分布式锁。
3. 使用memcached的cas()方法，用于分布式锁。(不常用)
4. 使用redis的setnx()、expire()方法，用于分布式锁。
5. 使用redis的setnx()、get()、getset()方法，用于分布式锁。
6. 使用redis的watch、multi、exec命令，用于分布式锁。(不常用)
7. 使用zookeeper，用于分布式锁。(不常用)

这里主要介绍第四种和第五种：

前文提供的两种方式其实都有些问题，要么是死锁，要么是依赖服务器时间同步。从Redis 2.6.12 版本开始， SET 命令可以通过参数来实现和 SETNX 、 SETEX 和 PSETEX 三个命令的效果。这样我们的可以将加锁操作用一个set命令来实现，直接是原子性操作，既没有死锁的风险，也不依赖服务器时间同步，可以完美解决这两个问题。
在redis文档上有详细说明：
http://doc.redisfans.com/string/set.html

使用redis的SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 方式，用于分布式锁

原理

命令 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 是一种在 Redis 中实现锁的简单方法。

客户端执行以上的命令：

• 如果服务器返回 OK ，那么这个客户端获得锁。
• 如果服务器返回 NIL ，那么客户端获取锁失败，可以在稍后再重试。
• 设置的过期时间到达之后，锁将自动释放。

可以通过以下修改，让这个锁实现更健壮：

• 不使用固定的字符串作为键的值，而是设置一个不可猜测（non-guessable）的长随机字符串，作为口令串（token）。
• 不使用 DEL 命令来释放锁，而是发送一个 Lua 脚本，这个脚本只在客户端传入的值和键的口令串相匹配时，才对键进行删除。
  这两个改动可以防止持有过期锁的客户端误删现有锁的情况出现。

以下是一个简单的解锁脚本示例：

if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1]
then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end

可能存在的问题

占时没发现

具体实现

锁具体实现RedisLock：

package com.xiaolyuh.lock;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.dao.DataAccessException;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnection;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.RedisScript;
import org.springframework.util.Assert;
import org.springframework.util.StringUtils;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisCluster;
import redis.clients.jedis.Protocol;
import redis.clients.util.SafeEncoder;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.UUID;

/**
 * Redis分布式锁
 * 使用 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 实现
 * <p>
 * 该方案在 Redis 官方 SET 命令页有详细介绍。
 * http://doc.redisfans.com/string/set.html
 * <p>
 * 在介绍该分布式锁设计之前，我们先来看一下在从 Redis 2.6.12 开始 SET 提供的新特性，
 * 命令 SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]，其中：
 * <p>
 * EX seconds — 以秒为单位设置 key 的过期时间；
 * PX milliseconds — 以毫秒为单位设置 key 的过期时间；
 * NX — 将key 的值设为value ，当且仅当key 不存在，等效于 SETNX。
 * XX — 将key 的值设为value ，当且仅当key 存在，等效于 SETEX。
 * <p>
 * 命令 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 是一种在 Redis 中实现锁的简单方法。
 * <p>
 * 客户端执行以上的命令：
 * <p>
 * 如果服务器返回 OK ，那么这个客户端获得锁。
 * 如果服务器返回 NIL ，那么客户端获取锁失败，可以在稍后再重试。
 *
 * @author yuhao.wangwang
 * @version 1.0
 * @date 2017年11月3日 上午10:21:27
 */
public class RedisLock3 {

    private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisLock3.class);

    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    /**
     * 将key 的值设为value ，当且仅当key 不存在，等效于 SETNX。
     */
    public static final String NX = "NX";

    /**
     * seconds — 以秒为单位设置 key 的过期时间，等效于EXPIRE key seconds
     */
    public static final String EX = "EX";

    /**
     * 调用set后的返回值
     */
    public static final String OK = "OK";

    /**
     * 默认请求锁的超时时间(ms 毫秒)
     */
    private static final long TIME_OUT = 100;

    /**
     * 默认锁的有效时间(s)
     */
    public static final int EXPIRE = 60;

    /**
     * 解锁的lua脚本
     */
    public static final String UNLOCK_LUA;

    static {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1] ");
        sb.append("then ");
        sb.append("    return redis.call(\"del\",KEYS[1]) ");
        sb.append("else ");
        sb.append("    return 0 ");
        sb.append("end ");
        UNLOCK_LUA = sb.toString();
    }

    /**
     * 锁标志对应的key
     */
    private String lockKey;

    /**
     * 记录到日志的锁标志对应的key
     */
    private String lockKeyLog = "";

    /**
     * 锁对应的值
     */
    private String lockValue;

    /**
     * 锁的有效时间(s)
     */
    private int expireTime = EXPIRE;

    /**
     * 请求锁的超时时间(ms)
     */
    private long timeOut = TIME_OUT;

    /**
     * 锁标记
     */
    private volatile boolean locked = false;

    final Random random = new Random();

    /**
     * 使用默认的锁过期时间和请求锁的超时时间
     *
     * @param redisTemplate
     * @param lockKey       锁的key（Redis的Key）
     */
    public RedisLock3(StringRedisTemplate redisTemplate, String lockKey) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
        this.lockKey = lockKey + "_lock";
    }

    /**
     * 使用默认的请求锁的超时时间，指定锁的过期时间
     *
     * @param redisTemplate
     * @param lockKey       锁的key（Redis的Key）
     * @param expireTime    锁的过期时间(单位：秒)
     */
    public RedisLock3(StringRedisTemplate redisTemplate, String lockKey, int expireTime) {
        this(redisTemplate, lockKey);
        this.expireTime = expireTime;
    }

    /**
     * 使用默认的锁的过期时间，指定请求锁的超时时间
     *
     * @param redisTemplate
     * @param lockKey       锁的key（Redis的Key）
     * @param timeOut       请求锁的超时时间(单位：毫秒)
     */
    public RedisLock3(StringRedisTemplate redisTemplate, String lockKey, long timeOut) {
        this(redisTemplate, lockKey);
        this.timeOut = timeOut;
    }

    /**
     * 锁的过期时间和请求锁的超时时间都是用指定的值
     *
     * @param redisTemplate
     * @param lockKey       锁的key（Redis的Key）
     * @param expireTime    锁的过期时间(单位：秒)
     * @param timeOut       请求锁的超时时间(单位：毫秒)
     */
    public RedisLock3(StringRedisTemplate redisTemplate, String lockKey, int expireTime, long timeOut) {
        this(redisTemplate, lockKey, expireTime);
        this.timeOut = timeOut;
    }

    /**
     * 尝试获取锁 超时返回
     *
     * @return
     */
    public boolean tryLock() {
        // 生成随机key
        lockValue = UUID.randomUUID().toString();
        // 请求锁超时时间，纳秒
        long timeout = timeOut * 1000000;
        // 系统当前时间，纳秒
        long nowTime = System.nanoTime();
        while ((System.nanoTime() - nowTime) < timeout) {
            if (OK.equalsIgnoreCase(this.set(lockKey, lockValue, expireTime))) {
                locked = true;
                // 上锁成功结束请求
                return true;
            }

            // 每次请求等待一段时间
            seleep(10, 50000);
        }
        return locked;
    }

    /**
     * 尝试获取锁 立即返回
     *
     * @return 是否成功获得锁
     */
    public boolean lock() {
        lockValue = UUID.randomUUID().toString();
        //不存在则添加 且设置过期时间（单位ms）
        String result = set(lockKey, lockValue, expireTime);
        return OK.equalsIgnoreCase(result);
    }

    /**
     * 以阻塞方式的获取锁
     *
     * @return 是否成功获得锁
     */
    public boolean lockBlock() {
        lockValue = UUID.randomUUID().toString();
        while (true) {
            //不存在则添加 且设置过期时间（单位ms）
            String result = set(lockKey, lockValue, expireTime);
            if (OK.equalsIgnoreCase(result)) {
                return true;
            }

            // 每次请求等待一段时间
            seleep(10, 50000);
        }
    }

    /**
     * 解锁
     * <p>
     * 可以通过以下修改，让这个锁实现更健壮：
     * <p>
     * 不使用固定的字符串作为键的值，而是设置一个不可猜测（non-guessable）的长随机字符串，作为口令串（token）。
     * 不使用 DEL 命令来释放锁，而是发送一个 Lua 脚本，这个脚本只在客户端传入的值和键的口令串相匹配时，才对键进行删除。
     * 这两个改动可以防止持有过期锁的客户端误删现有锁的情况出现。
     */
    public Boolean unlock() {
        // 只有加锁成功并且锁还有效才去释放锁
        // 只有加锁成功并且锁还有效才去释放锁
        if (locked) {
            return redisTemplate.execute(new RedisCallback<Boolean>() {
                @Override
                public Boolean doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
                    Object nativeConnection = connection.getNativeConnection();
                    Long result = 0L;

                    List<String> keys = new ArrayList<>();
                    keys.add(lockKey);
                    List<String> values = new ArrayList<>();
                    values.add(lockValue);

                    // 集群模式
                    if (nativeConnection instanceof JedisCluster) {
                        result = (Long) ((JedisCluster) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, values);
                    }

                    // 单机模式
                    if (nativeConnection instanceof Jedis) {
                        result = (Long) ((Jedis) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, values);
                    }

                    if (result == 0 && !StringUtils.isEmpty(lockKeyLog)) {
                        logger.info("Redis分布式锁，解锁{}失败！解锁时间：{}", lockKeyLog, System.currentTimeMillis());
                    }

                    locked = result == 0;
                    return result == 1;
                }
            });
        }

        return true;
    }

    /**
     * 重写redisTemplate的set方法
     * <p>
     * 命令 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 是一种在 Redis 中实现锁的简单方法。
     * <p>
     * 客户端执行以上的命令：
     * <p>
     * 如果服务器返回 OK ，那么这个客户端获得锁。
     * 如果服务器返回 NIL ，那么客户端获取锁失败，可以在稍后再重试。
     *
     * @param key     锁的Key
     * @param value   锁里面的值
     * @param seconds 过去时间（秒）
     * @return
     */
    private String set(final String key, final String value, final long seconds) {
        Assert.isTrue(!StringUtils.isEmpty(key), "key不能为空");
        return redisTemplate.execute(new RedisCallback<String>() {
            @Override
            public String doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
                Object nativeConnection = connection.getNativeConnection();
                String result = null;
                // 集群模式
                if (nativeConnection instanceof JedisCluster) {
                    result = ((JedisCluster) nativeConnection).set(key, value, NX, EX, seconds);
                }
                // 单机模式
                if (nativeConnection instanceof Jedis) {
                    result = ((Jedis) nativeConnection).set(key, value, NX, EX, seconds);
                }

                if (!StringUtils.isEmpty(lockKeyLog) && !StringUtils.isEmpty(result)) {
                    logger.info("获取锁{}的时间：{}", lockKeyLog, System.currentTimeMillis());
                }

                return result;
            }
        });
    }

    /**
     * @param millis 毫秒
     * @param nanos  纳秒
     * @Title: seleep
     * @Description: 线程等待时间
     * @author yuhao.wang
     */
    private void seleep(long millis, int nanos) {
        try {
            Thread.sleep(millis, random.nextInt(nanos));
        } catch (InterruptedException e) {
            logger.info("获取分布式锁休眠被中断：", e);
        }
    }

    public String getLockKeyLog() {
        return lockKeyLog;
    }

    public void setLockKeyLog(String lockKeyLog) {
        this.lockKeyLog = lockKeyLog;
    }

    public int getExpireTime() {
        return expireTime;
    }

    public void setExpireTime(int expireTime) {
        this.expireTime = expireTime;
    }

    public long getTimeOut() {
        return timeOut;
    }

    public void setTimeOut(long timeOut) {
        this.timeOut = timeOut;
    }
}

调用方式：

public void redisLock3(int i) {
    RedisLock3 redisLock3 = new RedisLock3(redisTemplate, "redisLock:" + i % 10, 5 * 60, 500);
    try {
        long now = System.currentTimeMillis();
        if (redisLock3.tryLock()) {
            logger.info("=" + (System.currentTimeMillis() - now));
            // TODO 获取到锁要执行的代码块
            logger.info("j:" + j++);
        } else {
            logger.info("k:" + k++);
        }
    } catch (Exception e) {
        logger.info(e.getMessage(), e);
    } finally {
        redisLock2.unlock();
    }
}

对于这种种redis实现分布式锁的方案还是有一个问题：就是你获取锁后执行业务逻辑的代码只能在redis锁的有效时间之内，因为，redis的key到期后会自动清除，这个锁就算释放了。所以这个锁的有效时间一定要结合业务做好评估。

源码： https://github.com/wyh-spring-ecosystem-student/spring-boot-student/tree/releases

spring-boot-student-data-redis-distributed-lock 工程

参考：

• http://www.cnblogs.com/PurpleDream/p/5559352.html
• https://www.cnblogs.com/0201zcr/p/5942748.html
• http://zhangtielei.com/posts/blog-redlock-reasoning.html
• http://strawhatfy.github.io/2015/07/09/Distributed%20locks%20with%20Redis/
• http://blog.csdn.net/supper10090/article/details/77851512