锁定，等待Redis释放（redis 等待锁释放）

锁定，等待Redis释放

在分布式应用场景中，锁定操作是非常常见的。锁定可以用来控制并发访问的资源，防止数据不一致或并发冲突等问题。而在分布式环境下，锁定需要在多个节点之间进行同步，这就增加了锁定的复杂度。

在这篇文章中，我们将介绍如何使用Redis来实现分布式锁定，并且当锁定被占用时如何等待Redis释放。

Redis实现分布式锁定

Redis可以作为分布式锁定的实现平台，因为Redis提供了支持原子操作的命令。Redis的命令可以保证对于同一键值，在同一时刻只有一个客户端能够进行操作，这样就可以用来实现分布式锁定。

使用Redis实现分布式锁定的思路是，对于需要锁定的资源，我们使用一个键作为资源的标识。对于每个标识，我们使用一个随机字符串作为值，并且设置过期时间。当客户端需要访问这个资源时，它首先尝试获取这个标识的值。如果这个值不存在，或者已经过期，就可以通过设置这个值为当前客户端的身份来获取锁定。如果这个值已经存在，那么当前客户端就需要等待一段时间，然后重新尝试获取锁定。

下面是一个基于Redis的分布式锁定的Python实现：

“` python

import redis

import uuid

import time

class RedisLock(object):

def __init__(self, name, host=’localhost’, port=6379, timeout=10):

self.redis = redis.StrictRedis(host=host, port=port, db=0)

self.name = name

self.timeout = timeout

def acquire(self):

while True:

token = str(uuid.uuid4())

if self.redis.set(self.name, token, ex=self.timeout, nx=True):

return token

time.sleep(0.01)

def release(self, token):

if self.redis.get(self.name) == token:

self.redis.delete(self.name)

在上面的代码中，RedisLock类提供了acquire和release方法来获取和释放锁定。acquire方法的实现如下：

1. 我们使用uuid库生成一个随机的字符串作为token，以确保这个值在同一时刻只有一个客户端可以获得。

2. 接着，我们使用Redis的set命令来尝试获取标识的值。set命令带有nx=True选项来确保只有当这个值不存在时，set命令才会生效。同时，ex=self.timeout选项设置了标识的过期时间，以防该标识被永久锁定。

3. 如果获取成功，说明当前客户端已经获得了锁定，就可以返回token；否则，我们需要等待一段时间（这里是0.01秒），然后重新尝试获取锁定。不断重试直到获得锁定为止。

release方法用于释放锁定，它的实现非常简单：

1. 我们从Redis获取标识的值，判断如果与token相等，就说明当前客户端拥有锁定权。

2. 接着，我们使用Redis的delete命令来删除标识的值，释放锁定。

等待Redis释放

上面的代码实现了使用Redis实现分布式锁定的基本方法，但是它却没有解决一个重要问题：如果锁定已经被别的客户端占用，当前客户端该如何等待Redis释放？

为了解决这个问题，我们可以使用两种方法：一种是使用Redis的Pub/Sub机制，另一种是使用Redis的BLPOP命令。

使用Redis的Pub/Sub机制，我们可以在获取锁定时，向一个订阅的通道发布一个消息，然后等待别的客户端发布一个解锁消息后，再次尝试获取锁定。这种方法需要在Redis中创建两个连接，一个用于发布消息，一个用于订阅消息。

下面是一个基于Redis的Pub/Sub机制实现的Python代码：

``` python
import redis
import uuid
import threading
class RedisLock(object):

    def __init__(self, name, host='localhost', port=6379, timeout=10):
        self.redis = redis.StrictRedis(host=host, port=port, db=0)
        self.name = name
        self.timeout = timeout
        self.pubsub = self.redis.pubsub()

    def acquire(self):
        while True:
            token = str(uuid.uuid4())
            if self.redis.set(self.name, token, ex=self.timeout, nx=True):
                return token
            self.pubsub.subscribe(self.name + '@unlock')
            self.pubsub.listen()
            
    def release(self, token):
        if self.redis.get(self.name) == token:
            self.redis.delete(self.name)
            self.redis.publish(self.name + '@unlock', 1)

在上面的代码中，我们增加了一个pubsub成员，用于创建一个Pub/Sub连接。在acquire方法中，如果Redis返回了None，说明获取锁定失败，这时我们使用pubsub.subscribe方法订阅一个通道。然后我们使用pubsub.listen方法来等待别的客户端发布一个解锁消息。一旦收到解锁消息，我们就可以重新尝试获取锁定。在release方法中，我们使用Redis的publish命令来发布一个解锁消息。

使用Redis的BLPOP命令，我们可以在获取锁定时，使用Redis的BLPOP命令阻塞等待在一个通道上的解锁消息。在接收到解锁消息后，再次尝试获取锁定。这种方法只需要一个Redis连接，但是由于BLPOP是一个阻塞命令，可能会在服务器端占用很长时间的资源。

下面是一个基于Redis的BLPOP命令实现的Python代码：

“` python

import redis

import uuid

import threading

class RedisLock(object):

def __init__(self, name, host=’localhost’, port=6379, timeout=10):

self.redis = redis.StrictRedis(host=host, port=port, db=0)

self.name = name

self.timeout = timeout

def acquire(self):

while True:

token = str(uuid.uuid4())

if self.redis.set(self.name, token, ex=self.timeout, nx=True):

return token

self.redis.blpop(self.name + ‘@unlock’, timeout=self.timeout)

def release(self, token):

if self.redis.get(self.name) == token:

self.redis.delete(self.name)

self.redis.lpush(self.name + ‘@unlock’, 1)

在上面的代码中，我们使用Redis的blpop命令来等待在一个通道上的解锁消息。blpop会阻塞等待，在timeout时间内，如果有消息到达，就会返回。如果timeout时间内仍然没有消息到达，就会超时返回。在release方法中，我们使用Redis的lpush命令来发布一个解锁消息。

总结

本文介绍了如何使用Redis来实现分布式锁定的基本方法，以及如何在等待Redis释放时使用Redis的Pub/Sub机制和BLPOP命令。使用Redis实现分布式锁定可以有效地解决分布式环境下的并发问题，但是由于Redis本身不存在高可用，需要在应用层实现高可用，否则会因为Redis宕机导致分布式锁定失效。