Redis 十四 分布式锁
1.什么是锁？
多个线程同时想操作同一个资源（数据，对象）时，可能会并发访问的错误，例如都修改同一个数据，这个时候我们需要锁。
锁就是当一个线程操作一个共享资源时，会独占这个资源，直到释放，其他线程才能操作这个资源，把并行变成了串行。
单机单线程的情况下不需要锁，单机多线程，考虑到并发情况就需要锁了，通常都是锁住一个堆中的第三方对象，可以看这里，异步多线程安全。
2.什么是分布式锁？
只有在系统是分布式的情况下，才需要用到分布式锁，因为不同的服务器可能会同时处理同一个资源，这种时候单机锁只能锁住自己那台机器，无法避免其他机器同时访问共享资源，这个时候只能去锁一个外界第三方的服务。
分布式锁就是一个第三方组件，用来处理分布式系统中，多个服务器并行的处理共享资源的情况，保证资源的正确性。
锁和分布式锁可以同时使用的，这样保证单机只有一个线程会去访问第三方的服务，提高性能，减少IO。
3.如何使用分布式锁
3.1 封装分布式锁
public class RedisLock { private ConnectionMultiplexer connectionMultiplexer = null; private IDatabase database = null; private string lockObj = string.Empty; public RedisLock() { connectionMultiplexer = ConnectionMultiplexer.Connect("127.0.0.1:6379"); database = connectionMultiplexer.GetDatabase(0); lockObj = Environment.MachineName; } public bool AddLock(int productId) { bool flag = false; //如果加锁失败，锁被别人持有,则一直循环加锁 while (true) { //redis加锁api //锁名 //锁对象，谁持有这把锁,加锁和解锁的要是同一个线程,避免自己锁被别的线程解掉 //超时时间,解决死锁问题，超时会自动释放锁,避免一直卡在加锁这一步 string lockName = productId.ToString(); flag = database.LockTake(lockName, lockObj, TimeSpan.FromSeconds(30)); //加锁成功则跳出循环 if (flag) { //开启新线程不断的设置时间，避免程序还没执行完就超时 Task task = Task.Run(() => { while (true) { Thread.Sleep(5000); string hadLockObj = database.StringGet(lockName).ToString(); if (hadLockObj.Equals(lockObj))//表明还是同一个锁未被释放,延长寿命 { database.KeyExpire(lockName, TimeSpan.FromSeconds(30)); } else { break; } } }); break; } else { //防止死循环给系统宕机 Thread.Sleep(2000); } } return flag; } public void DelLock(int productId) { //不停解锁直到成功 while (true) { //redis解锁api //锁名 //锁对象，谁持有这把锁,加锁和解锁的要是同一个线程 string lockName = productId.ToString(); bool flag = database.LockRelease(lockName, lockObj); if (flag) { break; } else { //防止死循环给系统宕机 Thread.Sleep(200); } } //关闭资源 connectionMultiplexer.Dispose(); } }
这里可以看到，如果加锁失败，别人正持有锁，就会休眠2000毫秒，然后再去轮询加锁，这种叫，自旋。
还有一种方式，就是失败了以后利用订阅发布的功能，订阅一个通知，当其他线程释放锁后，发布通知，唤醒这个线程，再去获取锁，这种叫通知。
自旋和通知，分布式下自旋方式的IO会比较大，单机下自旋性能较高，但通知也有一个问题，如果上一个拿到锁的线程它挂了，也就是没有释放这一步了，通知也就无法发布，那后面的也获取不到通知。
3.2 应用分布式锁
protected void UseRedisLock(int productId) { RedisLock redisLock = new RedisLock(); try { //加锁 bool flag = redisLock.AddLock(productId); //加锁失败 if(!flag) { //失败操作 } //相关业务 string a = "aaa"; int b = 101; } finally { Thread.Sleep(30000); //解锁 redisLock.DelLock(productId); } }
4.红锁
只作用在一个Redis节点上，即使Redis通过哨兵机制保证高可用，如果这个master节点由于某些原因发生了主从切换，那么就会出现锁丢失的情况：
在Redis的master节点上拿到了锁；
但是这个加锁的key还没有同步到slave节点；
master故障，发生故障转移，slave节点升级为master节点；
导致锁丢失。
可以使用RedLock，有.net版本RedLock.Net，以后再补。https://www.dazhuanlan.com/2019/12/15/5df64c04a4154/
https://www.cnblogs.com/fanqisoft/p/10942753.html
用Redis中的多个master实例，来获取锁，只有大多数实例获取到了锁，才算是获取成功。具体的红锁算法分为以下五步：
获取当前的时间（单位是毫秒）。
使用相同的key和随机值在N个节点上请求锁。这里获取锁的尝试时间要远远小于锁的超时时间，防止某个masterDown了，我们还在不断的获取锁，而被阻塞过长的时间。
只有在大多数节点上获取到了锁，而且总的获取时间小于锁的超时时间的情况下，认为锁获取成功了。
如果锁获取成功了，锁的超时时间就是最初的锁超时时间进去获取锁的总耗时时间。
如果锁获取失败了，不管是因为获取成功的节点的数目没有过半，还是因为获取锁的耗时超过了锁的释放时间，都会将已经设置了key的master上的key删除。
