算法Redis 实现的基于CAS算法的分布式锁（redis 的cas）

算法Redis 实现的基于CAS算法的分布式锁

在分布式系统中，分布式锁是非常重要的一种机制。分布式锁通过协调各个节点的资源访问，保证系统的并发访问和数据一致性。在实际开发中，Redis 作为一种常用的分布式缓存和数据存储系统，实现了分布式锁的功能。

Redis 提供了多种实现分布式锁的方式，其中基于CAS算法（Compare-and-Swap）的实现较为高效和稳定。在接下来的文章中，我们将介绍Redis 实现的基于CAS算法的分布式锁，并提供相应的示例代码。

1、Redis 分布式锁的实现原理

Redis 基于CAS算法实现的分布式锁的核心实现思路可概括为以下几步：

（1）通过 SET key value [EX seconds][PX milliseconds] [NX|XX] 命令往redis 中写入一个键值对，其中key为锁名，value为随机字符串，EX和PX参数指定锁的过期时间，NX参数指定锁名不存在时才写入数据；

（2）尝试通过执行 GETSET key value 命令更新这个键值对的value，如果这个键值对的value与事先获取的随机字符串一致，则说明锁未被其他线程持有，也就是获取锁成功了；否则说明锁已经被其他线程持有，获取锁失败，需要删除之前写入的键值对。

（3）在后续的业务处理中，执行完业务逻辑后使用 DEL 命令删除这个键值对。

下面我们通过示例代码来看一看Redis 分布式锁的使用。

2、基于CAS算法实现Redis 分布式锁的示例代码

（1）实现 Redis 分布式锁的主要代码逻辑如下：

package com.example.redisdemo;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@Service
public class RedisLockService {
    private final static String LOCK_PREFIX = "DIST_LOCK_";

    // 锁的默认过期时间
    private final static long DEFAULT_LOCK_EXPIRE_TIME = 3000;
    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;
    /**
     * 获取锁的方法
     *
     * @param lockName 锁名
     * @return true：获取锁成功；false：获取锁失败
     */
    public boolean lock(String lockName) {
        String lockKey = LOCK_PREFIX + lockName;
        String value = UUID.randomUUID().toString();
        long nowTime = System.currentTimeMillis();
        while (true) {
            boolean isLocked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, value, DEFAULT_LOCK_EXPIRE_TIME, TimeUnit.MILLISECONDS);
            if (isLocked) {
                return true;
            }
            else { // 如果获取锁失败，则进行重试
                String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(lockKey);
                // 防止死锁，如果锁已经过期，则删除之前的锁
                if (currentValue != null && Long.parseLong(currentValue) 
                    redisTemplate.opsForValue().getAndSet(lockKey, value);
                    return true;
                }
            }
            try {
                Thread.sleep(100);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
    /**
     * 释放锁的方法
     *
     * @param lockName 锁名
     * @return true：释放锁成功；false：释放锁失败
     */
    public boolean unlock(String lockName) {
        String lockKey = LOCK_PREFIX + lockName;
        return redisTemplate.delete(lockKey);
    }
}

（2）在业务代码中使用Redis 分布式锁，示例代码如下：

@Autowired
private RedisLockService redisLockService;

/**
 * 处理订单的方法
 */
public void handleOrder() {
    // 获取分布式锁
    boolean lockSuccess = redisLockService.lock("HANDLE_ORDER_LOCK");
    if (lockSuccess) {
        try {
            // 执行订单处理相关业务逻辑
            // ...
        } finally {
            // 释放分布式锁
            boolean unlockSuccess = redisLockService.unlock("HANDLE_ORDER_LOCK");
            if (!unlockSuccess) {
                // 锁释放失败，需要进行特殊处理
                // ...
            }
        }
    } else {
        // 获取锁失败，需要进行特殊处理
        // ...
    }
}

在实际的开发中，我们可以通过类似上述的方式来使用基于CAS算法实现的Redis 分布式锁，在分布式系统中实现资源访问的调度和协调。