Redis分布式锁一定注意两个坑

我就是我 2023-10-09 17:26 42阅读 0赞

## 1 第一个坑：错误释放锁时机 ##

### 1.1. 发现问题 ###

分析以下代码存在什么问题：

// 分布式锁服务
    public interface RedisLockService {
        // 获取锁
        public boolean getLock(String key);
        // 释放锁
        public boolean releaseLock(String key);
    }
    
    // 业务服务
    public class BizService {
    
        @Resource
        private RedisLockService redisLockService;
    
        public void bizMethod(String bizId) {
            try {
                // 获取锁
                if(redisLockService.getLock(bizId)) {
                    // 业务重复校验
                    if(!bizValidate(bizId)) {
                        throw new BizException(ErrorBizCode.REPEATED);
                    }
                    // 执行业务
                    return doBusiness();
                }
                // 获取锁失败
                throw new BizException(ErrorBizCode.GET_LOCK_ERROR);
            } finally {
                // 释放锁
                redisLockService.releaseLock(bizId);
            }
        }
    }
    复制代码

上述代码看似没问题，实则隐藏大问题。问题在于释放锁时没有校验当前线程是否拿到锁：

*  线程1和线程2同一时刻访问业务方法
 *  线程2获取锁成功，进行业务处理
 *  线程1没有获取到锁，但是释放锁成功
 *  此时有线程3尝试获取锁成功，但是线程2业务没有处理完，所以线程3不会导致业务重复异常
 *  最终导致线程2和线程3重复执行业务

### 1.2 解决问题 ###

解决方案是在确认获取锁成功后才允许释放锁：

public class BizService {
    
        @Resource
        private RedisLockService redisLockService;
    
        public void bizMethod(String bizId) {
            boolean getLockSuccess = false;
            try {
                // 尝试获取锁
                getLockSuccess = redisLockService.getLock(bizId);
                // 获取锁成功
                if(getLockSuccess) {
                    // 业务重复校验
                    if(!bizValidate(bizId)) {
                        throw new BizException(ErrorBizCode.REPEATED);
                    }
                    // 执行业务
                    return doBusiness();
                }
                // 获取锁失败
                throw new BizException(ErrorBizCode.GET_LOCK_ERROR);
            } finally {
                // 获取锁成功才允许释放锁
                if(getLockSuccess) {
                    redisLockService.releaseLock(bizId);
                }
            }
        }
    }
    复制代码

## 2 第二个坑：缓存失效问题 ##

第二个问题是Redis还存在内存清理机制，可能会导致分布式锁失效。

### 2.1 过期清理机制 ###

#### (1) 定期删除 ####

Redis定时检查哪些key已经过期，发现过期则删除

#### (2) 惰性删除 ####

如果key非常多，定期删除会非常消耗资源，所以引入惰性删除策略

如果Redis访问key时发现已经过期则直接删除

### 2.2 内存回收机制 ###

当内存不足时Redis会选择一些元素进行删除：

no-enviction
    禁止驱逐数据，新写入操作会报错
    
    volatile-lru
    从已设置过期时间的数据集选择最近最少使用的数据淘汰
    
    volatile-ttl
    从已设置过期时间的数据集选择将要过期的数据淘汰
    
    volatile-random
    从已设置过期时间的数据集选择任意的数据淘汰
    
    allkeys-lru
    从数据集选择最近最少使用的数据淘汰
    
    allkeys-random
    从数据集选择任意的数据淘汰
    复制代码

至少存在两种场景导致分布式锁失效问题：

*  场景一：Redis内存不足进行内存回收，使用`allkeys-lru`或者`allkeys-random`回收策略导致锁失效
 *  场景二：线程获取分布式锁成功，但处理业务时间过长，此时锁到期被定时清理，导致其它线程获取锁成功并重复执行业务

### 2.3 乐观锁 ###

通用方案是在数据库层保护，例如库存扣减业务在数据库层用乐观锁，原理参看[《MySQL乐观锁扣减库存原理图解》][MySQL]这篇文章。

udpate goods set stock = stock - #{acquire} 
    where sku_id = #{skuId} and stock - #{acquire} >= 0

[MySQL]: https://link.juejin.cn/?target=https%3A%2F%2Fmp.weixin.qq.com%2Fs%3F__biz%3DMzIyNzYzMTQ2Ng%3D%3D%26mid%3D2247487176%26idx%3D1%26sn%3D27d9fb2a86a5401960735cf5167c1f06%26chksm%3De85f06cddf288fdb4350f973249d013af1a02930dc75e0005956f4e1702ce5fd9d19f1af0c47%26token%3D1788025392%26lang%3Dzh_CN%23rd