Redis中主键争夺大战（redis的主键争用）

Redis中主键争夺大战

Redis是当前流行的内存数据库之一，可以支持不同类型的数据结构，并且可以进行高效的读写操作，这使得Redis很受欢迎，并在各种应用场景中广泛使用。

在使用Redis时，我们经常需要使用键值对的形式存储数据，其中键是主键，可以用来唯一标识某个数据。然而，在高并发的情况下，当多个客户端同时对同一个键进行读写时，就可能出现主键争夺的情况，这会导致数据不一致的问题。

为了解决这个问题，Redis提供了一种基于命令的锁机制，可以用来保证同一个键的互斥访问。下面我们介绍一下Redis的锁机制的实现方式。

实现方式

Redis提供了两个命令用于实现锁机制：SETNX和DEL。SETNX命令用于设置键值对，并且只在键不存在时才能成功设置。这个命令有一个返回值，如果键不存在并且设置成功，则返回1；如果键已经存在，则返回0。

DEL命令用于删除键值对。

通过这两个命令，我们可以使用如下的代码实现一个简单的锁：

setnx mylock true  // 如果mylock键不存在，则设置mylock=true
if (get(mylock) == true) {    // 获取mylock键的值
    // 临界区
    del mylock   // 释放锁
}

这种锁的实现方式有一个优点，即只有等待取得锁的客户端才能删除锁，这可以避免其他客户端误删别人的锁。

然而这种简单的实现方式并不是很完美，存在一些较为严重的问题。我们来具体分析一下。

问题一：死锁

在高并发的情况下，如果代码执行时出现异常，或者在临界区代码执行时间过长，就可能导致锁无法被正确释放，进而导致死锁的问题。

解决方法是设置一个超时时间，在获取锁之后，如果在指定的超时时间内没有完成任务，则释放锁。这样可以避免锁无法被释放的问题。

问题二：锁竞争

当多个客户端同时争夺同一个锁时，可能导致锁争夺失败的情况。比如，有A、B两个客户端同时请求同一个锁，如果A请求锁成功，但是B请求锁时也成功了，那么B就会覆盖A的锁，导致A的操作失效。

为了解决这个问题，我们需要在setnx命令中设置一个过期时间，这样即使某个客户端没有正常释放锁，也会在一定时间之后自动释放，从而避免了锁争夺失败的问题。

代码示例

下面是一个完整的Redis锁的实现代码，代码中设置了超时时间和过期时间，可以避免上述问题。

public boolean tryLock(String key, String value, int expire, int timeout) {
    long beginTime = System.currentTimeMillis();
    while (true) {
        String result = jedis.set(key, value, "NX", "PX", expire);
        if ("OK".equals(result)) {
            return true;
        }
        long subTime = System.currentTimeMillis() - beginTime;
        if (subTime > timeout) {
            return false;
        }
        try {
            Thread.sleep(10);
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }
}

public boolean releaseLock(String key, String value) {
    String currentValue = jedis.get(key);
    if (value.equals(currentValue)) {
        jedis.del(key);
        return true;
    }
    return false;
}

使用方法：

try {
    if (tryLock("my_lock", "my_value", 10000, 30000)) {  // 尝试获取锁，超时时间为30秒，锁的过期时间为10秒
        // doSomething
    }
} finally {
    releaseLock("my_lock", "my_value");  // 释放锁
}

总结

在高并发的情况下，Redis的主键争夺问题会导致数据不一致的风险，为了解决这个问题，Redis提供了一种基于命令的锁机制。我们可以通过setnx命令和del命令来实现简单的锁，并通过添加超时时间和过期时间来解决死锁和锁竞争的问题，保证了数据的一致性和可靠性。