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使用Redis的 SETNX 命令可以實現(xiàn)分布式鎖，下文介紹其實現(xiàn)方法。

SETNX命令簡介

命令格式

				?

									SETNX key value

將 key 的值設(shè)為 value，當(dāng)且僅當(dāng) key 不存在。

若給定的 key 已經(jīng)存在，則 SETNX 不做任何動作。

SETNX 是SET if Not eXists的簡寫。

返回值

返回整數(shù)，具體為

- 1，當(dāng) key 的值被設(shè)置

- 0，當(dāng) key 的值沒被設(shè)置

例子

				?

									redis> SETNX mykey “hello” 

									(integer) 1 

									redis> SETNX mykey “hello” 

									(integer) 0 

									redis> GET mykey 

									“hello” 

									redis>

使用SETNX實現(xiàn)分布式鎖

多個進(jìn)程執(zhí)行以下Redis命令：

				?

									SETNX lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1>

如果 SETNX 返回1，說明該進(jìn)程獲得鎖，SETNX將鍵 lock.foo 的值設(shè)置為鎖的超時時間（當(dāng)前時間 + 鎖的有效時間）。

如果 SETNX 返回0，說明其他進(jìn)程已經(jīng)獲得了鎖，進(jìn)程不能進(jìn)入臨界區(qū)。進(jìn)程可以在一個循環(huán)中不斷地嘗試 SETNX 操作，以獲得鎖。

解決死鎖

考慮一種情況，如果進(jìn)程獲得鎖后，斷開了與 Redis 的連接（可能是進(jìn)程掛掉，或者網(wǎng)絡(luò)中斷），如果沒有有效的釋放鎖的機(jī)制，那么其他進(jìn)程都會處于一直等待的狀態(tài)，即出現(xiàn)“死鎖”。

上面在使用 SETNX 獲得鎖時，我們將鍵 lock.foo 的值設(shè)置為鎖的有效時間，進(jìn)程獲得鎖后，其他進(jìn)程還會不斷的檢測鎖是否已超時，如果超時，那么等待的進(jìn)程也將有機(jī)會獲得鎖。

然而，鎖超時時，我們不能簡單地使用 DEL 命令刪除鍵 lock.foo 以釋放鎖。考慮以下情況，進(jìn)程P1已經(jīng)首先獲得了鎖 lock.foo，然后進(jìn)程P1掛掉了。進(jìn)程P2，P3正在不斷地檢測鎖是否已釋放或者已超時，執(zhí)行流程如下：

P2和P3進(jìn)程讀取鍵 lock.foo 的值，檢測鎖是否已超時（通過比較當(dāng)前時間和鍵 lock.foo 的值來判斷是否超時）
P2和P3進(jìn)程發(fā)現(xiàn)鎖 lock.foo 已超時
P2執(zhí)行 DEL lock.foo命令
P2執(zhí)行 SETNX lock.foo命令，并返回1，即P2獲得鎖
P3執(zhí)行 DEL lock.foo命令將P2剛剛設(shè)置的鍵 lock.foo 刪除（這步是由于P3剛才已檢測到鎖已超時）
P3執(zhí)行 SETNX lock.foo命令，并返回1，即P3獲得鎖
P2和P3同時獲得了鎖

從上面的情況可以得知，在檢測到鎖超時后，進(jìn)程不能直接簡單地執(zhí)行 DEL 刪除鍵的操作以獲得鎖。

為了解決上述算法可能出現(xiàn)的多個進(jìn)程同時獲得鎖的問題，我們再來看以下的算法。

我們同樣假設(shè)進(jìn)程P1已經(jīng)首先獲得了鎖 lock.foo，然后進(jìn)程P1掛掉了。接下來的情況：

1、進(jìn)程P4執(zhí)行 SETNX lock.foo 以嘗試獲取鎖

2、由于進(jìn)程P1已獲得了鎖，所以P4執(zhí)行 SETNX lock.foo 返回0，即獲取鎖失敗

3、P4執(zhí)行 GET lock.foo 來檢測鎖是否已超時，如果沒超時，則等待一段時間，再次檢測

4、如果P4檢測到鎖已超時，即當(dāng)前的時間大于鍵 lock.foo 的值，P4會執(zhí)行以下操作

				?

									GETSET lock.foo <current Unix timestamp + lock timeout + 1>

5、由于 GETSET 操作在設(shè)置鍵的值的同時，還會返回鍵的舊值，通過比較鍵 lock.foo 的舊值是否小于當(dāng)前時間，可以判斷進(jìn)程是否已獲得鎖

6、假如另一個進(jìn)程P5也檢測到鎖已超時，并在P4之前執(zhí)行了 GETSET 操作，那么P4的 GETSET 操作返回的是一個大于當(dāng)前時間的時間戳，這樣P4就不會獲得鎖而繼續(xù)等待。注意到，即使P4接下來將鍵 lock.foo 的值設(shè)置了比P5設(shè)置的更大的值也沒影響。

另外，值得注意的是，在進(jìn)程釋放鎖，即執(zhí)行 DEL lock.foo 操作前，需要先判斷鎖是否已超時。如果鎖已超時，那么鎖可能已由其他進(jìn)程獲得，這時直接執(zhí)行 DEL lock.foo 操作會導(dǎo)致把其他進(jìn)程已獲得的鎖釋放掉。

程序代碼

用以下Python代碼來實現(xiàn)上述的使用 SETNX 命令作分布式鎖的算法。

				?

									LOCK_TIMEOUT = 3

									lock = 0

									lock_timeout = 0

									lock_key = 'lock.foo'

									# 獲取鎖

									while lock != 1:

									  now = int(time.time())

									  lock_timeout = now + LOCK_TIMEOUT + 1

									  lock = redis_client.setnx(lock_key, lock_timeout)

									  if lock == 1 or (now > int(redis_client.get(lock_key))) and now > int(redis_client.getset(lock_key, lock_timeout)):

									    break

									  else:

									    time.sleep(0.001)

									# 已獲得鎖

									do_job()

									# 釋放鎖

									now = int(time.time())

									if now < lock_timeout:

									  redis_client.delete(lock_key)