什么是分布式锁
分布式锁就是在分布式环境下，多台机器上，对共享资源进行访问，加上的锁，就是分布式锁
分布式锁的特性
互斥性
锁的目的就是为了限制多个竞争者对共享资源的访问，同一时刻只能允许一个竞争者访问共享资源，所以一定要保证互斥性。
安全性
分布式锁的设置一定要设定过期时间，用来兜底释放锁，能够在设置分布式锁后，即使单台主机发生崩溃，其他竞争者也能够获取到分布式锁。避免了设置锁的竞争者在设置锁以后发生崩溃而无法释放锁，造成其他竞争者也无法对共享资源进行访问。
对称性
需要对分布式锁设定一个唯一标识，标识该分布式锁是由哪个竞争者设置的，谁设置的锁就应该由谁进行释放。防止其他竞争者对别人设置的锁进行释放。
可靠性
需要有异常处理能力和容灾能力
接下来我们看一下redis是如何保证上述这四种特性的
如何使用分布式锁
分布式锁的使用分为加锁和解锁两个步骤
加分布式锁有两种方式
- setNX key value （简单版本）
- set key value nx ex/px seconds
setNX
如上图所示，key如果不存在，加锁成功，返回1，key如果存在，加锁失败，返回0。 删除锁，使用delete命令，对锁进行删除即可。
存在的问题
setNX这种简化的版本有个问题就是没有设置过期时间，如果设置锁的客户端设置完锁之后宕机了，那么这个锁就得不到释放，会一直占用系统资源。
解决办法
redis提供了另一个命令，可以对分布式锁单独增加过期时间
- expire key seconds
- setex key seconds value
新问题
上述两条命令可以设置分布式锁并设置锁的过期时间，但是这两个操作不是原子性操作，会造成加锁之后客户端宕机没有办法加过期时间，还是无法释放锁。
set key value nx ex/px
redis提供了该命令，以满足设置分布式锁并增加过期时间的原子性操作。
上图中就实现了设置锁和过期时间的原子性操作。
同时，redis加分布式锁的原则遵循谁加的锁谁释放，可以把value设置为客户端的id，比如上图中，set lock 1 nx ex 3 1就是客户端的id，lock这个锁只能由id为1的客户端解锁。
存在的问题
解决了原子性加锁问题，那么解锁其实还存在问题，在进行解锁的时候，需要先检查解锁的客户端是否是加锁的客户端，然后才能解锁。这两个操作就需要保证原子性，redis没有提供原子性解锁的命令，怎么办？不用慌，我们可以使用lua脚本，来保证解锁的原子性。
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call("del", KEYS[1])
else
return 0
end
- 检查锁：使用 redis.call("get", KEYS[1]) 检查指定的key（锁）当前的值是否与提供的值（ARGV[1]）相等。这个值通常是一个唯一标识符，比如客户端ID或者一个随机生成的字符串，用来确保只有锁的持有者可以释放锁。
- 释放锁：如果值匹配，使用 redis.call("del", KEYS[1]) 删除这个key，从而释放锁。
- 返回结果：如果成功删除key，则脚本返回删除操作的结果（通常为1，表示成功删除了一个元素）。如果条件不匹配，返回0，表示锁没有被释放。
至此，通过原子性加锁命令，设置客户端id，lua脚本解锁命令，就保证了redis的互斥性、安全性和对称性。
可靠性保证
- 主从数据同步，实现容灾（具体同步详情可参考这篇文章）
- 哨兵机制（待补充）
- 多机部署
总结
本文介绍了什么是分布式锁？分布式锁具有哪些特性？如何利用redis进行分布式锁的加锁和解锁操作，以及最后简单介绍分布式锁的可靠性如何保证。
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