Memcached 和 Redis 分布式锁方案

分布式缓存，能解决单台服务器内存不能无限扩张的瓶颈。在分布式缓存的应用中，会遇到多个客户端同时争用的问题。这个时候，需要用到分布式锁，得到锁的客户端才有操作权限。

Memcached 和 Redis 是常用的分布式缓存构建方案，下面列举下基于Memcached 和 Redis 分布式锁的实现方法。

Memcached 分布式锁

Memcached 可以使用 add 命令，该命令只有KEY不存在时，才进行添加，或者不会处理。Memcached 所有命令都是原子性的，并发下add 同一个KEY ，只会一个会成功。

利用这个原理，可以先定义一个 锁 LockKEY ，add 成功的认为是得到锁。并且设置[过期超时] 时间，保证宕机后，也不会死锁。

在具体操作完后，判断是否此次操作已超时。如果超时则不删除锁，如果不超时则删除锁。

伪代码：

if (mc.Add("LockKey", "Value", expiredtime))
{
//得到锁
try
{
//do business  function

//检查超时
if (!CheckedTimeOut())
{
mc.Delete("LockKey");
}
}
catch (Exception e)
{
mc.Delete("LockKey");
}

}

Redis 分布式锁

[b]Redis [/b]没有add 命令，但有SETNX（SET if Not eXists）若给定的 key 已经存在，则 SETNX不做任何动作。设置成功，返回 1 。设置失败，返回 0 。

SETNX 命令不能设置过期时间，需要再使用 EXPIRE 命令设置过期时间。

伪代码：

int lockResult = rd.SETNX("LockKey", "Value");
if (lockResult == 1)
{
//[1]得到锁

//[2]设置超时过期时间
rd.EXPIRE("LockKey", expiredtime);

try
{
//do business  function

//检查超时
if (!CheckedTimeOut())
{
rd.DEL("LockKey");
}
}
catch (Exception e)
{
rd.DEL("LockKey");
}

}

　 这种做法，有一个很大的潜在风险。[1]得到锁后，再执行[2] 设置过期时间。如果在这期间出现宕机，则会导致没有设置过期时间。按Redis 的默认缓存过期策略，这个锁将不会释放，产生死锁。

所以不推荐用这种做法，应该用其它方式来实现锁的超时过期策略：

1：SETNX value 值=当前时间+过期超时时间，返回1 则获得锁，返回0则没有获得锁。转2。

2：GET 获取 value 的值 。判断锁是否过期超时。如果超时，转3。

3：GETSET（将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值），[b]GETSET [/b] value 值=当前时间+过期超时时间， 判断得到的value 如果仍然是超时的，那就说明得到锁，否则没有得到锁。

从2并发进到3 的操作，会多次改写超时时间，但这个不会有什么影响。

伪代码：

string expiredtime = DateTime.Now.AddMinutes(LockTimeoutMinutes).ToString();
int lockResult = rd.SETNX("LockKey", expiredtime);
bool getLock = false;
if (lockResult == 1)
{
//得到锁
getLock = true;
}
else
{
string curExpiredtime = rd.GET("LockKey");

//检查锁超时
if (CheckedLockTimeOut(expiredtime))
{
expiredtime = DateTime.Now.AddMinutes(LockTimeoutMinutes).ToString();
string newExpiredTime = GETSET(expiredtime);
if (CheckedLockTimeOut(newExpiredTime))
{
//得到锁
getLock = true;
}
}
}
if (getLock)
{
try
{
//do business  function

//检查超时
if (!CheckedTimeOut())
{
rd.DEL("LockKey");
}
}
catch (Exception e)
{
rd.DEL("LockKey");
}
}

个人觉得这种做法，还是不完美。　

ZooKeeper的分布式锁，下篇再学习探讨。

[b]参考：[/b]

郑昀， 电商课题V：分布式锁
jeffkit， 用Redis实现分布式锁