并发编程之redis分布式锁

基于redis实现的锁机制，主要是依赖redis自身的原子操作（因为redis是单线程）。

• 原子操作命令：SET user_key user_value NX PX 100

• NX：只在在键不存在时，才对键进行设置操作

• SET key value NX 效果等同于 SETNX key value

• PX millisecond：设置键的过期时间为millisecond毫秒,当超过这个时间后，设置的键会自动失效。

• redis从2.6.12版本开始，SET命令才支持这些参数。

• 逻辑：设置一个redis缓存数据作为分布式锁，因为操作是原子性，所以肯定线程安全，设置完拿到锁之后去处理业务逻辑，处理完之后释放掉锁。每次新的线程执行这段相同的逻辑之前，都要去判断是否已有锁，如果存在锁则无法处理逻辑，等待锁释放之后在进行操作。
  设置一个过期时间，这样就算有异常原因没有释放锁，到期了之后会自动删除锁。

可能发生的问题：

• 问题：由于业务时间很长，锁自己过期了自动删除，有可能把别人正在持有的锁删除了。
  解决：占锁的时候，value值指定为uuid等，每个人匹配是自己的锁才能删除。
• 问题： 如果判断正好是当前value值可以删除，正要删除锁的时候，锁已经过期，别人设置了新的值，那么我们删除的正好是别人的锁。
  解决：查询value值和删除锁操作也要保证必须是原子性的，使用redis+Lua脚本完成。

  final String script = "if redis.call(\"get\",\"" + lock + "\") == \"" + uid + 
                      "\"then  return redis.call(\"del\",\"" + lock + "\") else return 0 end ";
  jedis.eval(script);
  这段lua脚本是用c语言写的，redis在调用的时候判断和删除是原子操作。

• 问题：锁如何自动续期：
  解决：1、设置一个比业务耗时更长的过期时间。2、未设置过期时机制，间，使用看门狗
  机制，只要占锁成功，就会自动启动一个定时任务，从新给锁设置过期时间，新的过期时间就是看门狗的默认时间，每隔10秒都会自动给锁续上新的10s。

redis分布式锁的优化（例如秒杀库存系统 -> 快并且准）：

场景：客户下单 -> 拿到redis分布式锁 -> 查询库存（库存充足） -> 下单 -> 生成订单或者扣款等 -> 减库存 -> 解锁
假设从拿锁到解锁之间需要20毫秒，那么一秒钟只能下单50个。

解决方案1：

使用分段锁，例如把1000个库存平分在10个字段中，每个库存100个，可以使用随机算法去访问这10个库存段，每个下单流程和上面场景中一样，这样就差不多能提高10倍性能，参考：(https://zhuanlan.zhihu.com/p/268290754?utm_source=wechat_session)

解决方案2:

个人想法，可以使用生产者消费者模式，先把总库存容量塞进队列容量1000，每次有订单过来减去队列容量，直到队列为空，后续的生成订单等流程单独设计模块，如果有生成订单失败或者付款失败的队列容量在加上。