【面试题24】你是如何使用Redis分布式锁的-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【面试题24】你是如何使用Redis分布式锁的。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

一、前言

本文已收录于PHP全栈系列专栏：PHP面试专区。
计划将全覆盖PHP开发领域所有的面试题，对标资深工程师/架构师序列，欢迎大家提前关注锁定。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-510311.html

Redis分布式锁是一种利用Redis实现的分布式锁机制。它通过在共享的Redis实例上设置一个特定的键值对来实现对资源的互斥访问。今天本文讲解如何使用Redis分布式锁。

二、Redis分布式锁的常见应用场

使用Redis分布式锁的常见应用场景包括：

2.1 并发控制

在分布式环境下，多个进程或线程同时对同一个资源进行读写时，可以使用分布式锁来控制并发访问，保证只有一个进程或线程可以获得资源的访问权限。

2.2 任务调度

在分布式任务调度系统中，可以使用分布式锁来确保同一任务在集群中只被一个节点执行，避免重复执行。

2.3 缓存雪崩防止

在高并发情况下，缓存的同时失效可能导致大量请求直接打到数据库上，造成数据库压力过大，可以使用分布式锁来保证只有一个请求可以去重新生成缓存。

2.4 防止超卖

在电商系统中，秒杀活动可能会导致商品超卖的问题，可以使用分布式锁来解决这个问题，保证只有一个用户成功下单。

2.5 全局唯一性校验

在分布式系统中，需要保证某个操作的全局唯一性，比如注册用户名、订单号等，可以利用分布式锁来避免重复。

2.6 需要注意

使用Redis分布式锁时需要考虑以下几个问题：

死锁问题：需要设置适当的超时时间，避免因为持有锁的进程崩溃或异常退出后导致锁一直被持有。
锁粒度问题：需要根据实际业务场景合理控制锁的粒度，避免过高的并发访问导致性能下降。
Redis的高可用性：需要对Redis实例进行高可用的部署，避免单点故障导致的锁失效。

在分布式系统中，为了保证数据的一致性和可靠性，我们经常需要对某些资源进行加锁操作，以防止多个客户端同时操作该资源导致数据错误。Redis作为一个高性能的NoSQL数据库，也可以用来实现分布式锁。本篇文章将介绍如何使用Redis在PHP中实现一个简单的分布式锁。

三、 Redis分布式锁原理

Redis分布式锁的原理很简单，就是利用Redis的原子性操作和互斥性来实现。当一个客户端要获取锁的时候，它会向Redis发送一个SETNX命令，如果返回值为1，则表示获取到了锁，否则返回0表示锁被其他客户端占用。当获取到锁之后，客户端在操作完资源后，再通过DEL命令将锁删除，释放给其他客户端使用。

四、Redis 分布式锁的常用命令

4.1 SETNX (key, value)

参数: key-锁的唯一标识符，value-锁的值
描述: 将键 key 的值设为 value，当且仅当键 key 不存在时执行设置操作。设置成功，返回 1；如果 key 已经存在，返回 0。

4.2 EXPIRE (key, seconds)

参数: key-锁的唯一标识符，seconds-锁的有效期（以秒为单位）
描述: 设置键 key 的过期时间为 seconds 秒。设置成功返回 1，如果键不存在或无法设置过期时间返回 0。

4.3 DEL (key)

参数: key-锁的唯一标识符
描述: 删除给定的一个或多个 key。返回被删除 key 的数量。

4.4 GETSET (key, value)

参数: key-锁的唯一标识符，value-新的锁值
描述: 将键 key 的值设置为 value，并返回键 key 在被设置之前的旧值。

这些命令通常用于实现基于Redis的分布式锁。首先使用 SETNX 命令尝试获取锁，如果返回 1 表示获取锁成功，然后使用 EXPIRE 命令设置锁的过期时间。当锁的业务逻辑完成后，使用 DEL 命令释放锁。

为了提高可靠性，可以使用 GETSET 命令来检查锁是否仍然有效。GETSET 命令将新的锁值设置为一个随机数，并返回旧的锁值。通过比较旧的锁值和预期的锁值，可以判断锁是否被其他客户端持有。这样即使一个客户端执行时间过长导致锁超时，其他客户端也可以安全地获取该锁。

在实现分布式锁时，需要考虑到并发情况下的竞争条件，确保多个客户端同时请求锁时，只有一个客户端能够成功获取锁。

五、分布式锁使用示例

下面我们通过一个模拟的秒杀系统来演示分布式锁的使用。

<?php

class SecKillService
{
    private $redis;
    private $lock;

    public function __construct($redis, $lock)
    {
        $this->redis = $redis;
        $this->lock = $lock;
    }

    public function secKill($productId, $userId)
    {
        if (!$this->lock->acquireLock()) {
            echo "抢购太火爆了，请稍后再试！";
            return;
        }

        // 查询库存
        $stockKey = "product:{$productId}:stock";
        $stock = $this->redis->get($stockKey);

        if ($stock <= 0) {
            echo "库存不足！";
        } else {
            // 扣减库存
            $this->redis->decr($stockKey);
            // 生成订单
            $order = [
                'product_id' => $productId,
                'user_id' => $userId,
                'create_time' => time()
            ];
            $this->redis->lPush('orders', json_encode($order));

            echo "抢购成功！";
        }

        $this->lock->releaseLock();
    }
}

// 使用示例
$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);

$lock = new RedisLock($redis, 'sec_kill_lock');
$secKillService = new SecKillService($redis, $lock);

$productId = 1;
$userId = 1001;

$secKillService->secKill($productId, $userId);