Redis 散布式锁的话题，很多文章曾经写烂了，但是小编发现网上 99% 的文章，并没有把这个成绩真正讲清楚。招致很多读者看了很多文章，照旧云里雾里。例如下面这些成绩，你能明晰地回答下去吗？
基于 Redis 如何完成一个散布式锁？
Redis 散布式锁真的安全吗？
Redis 的 Redlock 有什么成绩？一定安全吗？
业界争论 Redlock，究竟在争论什么？哪种观念是对的？
散布式锁究竟用 Redis 还是 Zookeeper？
完成一个有「容错性」的散布式锁，都需求思索哪些成绩？
这篇文章，我就来把这些成绩彻底讲清楚。
读完这篇文章，你不只可以彻底了解散布式锁，还会对「散布式系统」有愈加深入的了解。
文章有点长，但干货很多，希望你可以耐烦读完。
在末尾讲散布式锁之前，有必要复杂引见一下，为什么需求散布式锁？
与散布式锁相对应的是「单机锁」，我们在写多线程顺序时，避免同时操作一个共享变量产生数据成绩，通常会运用一把锁来「互斥」，以保证共享变量的正确性，其运用范围是在「同一个进程」中。
假设换做是多个进程，需求同时操作一个共享资源，如何互斥呢？
例如，如今的业务运用通常都是微效劳架构，这也意味着一个运用会部署多个进程，那这多个进程假设需求修正 MySQL 中的同一行记载时，为了避免操作乱序招致数据错误，此时，我们就需求引入「散布式锁」来处置这个成绩了。
想要完成散布式锁，必须借助一个外部系统，一切进程都去这个系统上央求「加锁」。
而这个外部系统，必需要完成「互斥」的才能，即两个央求同时出去，只会给一个进程前往成功，另一个前往失败（或等候）。
这个外部系统，可以是 MySQL，也可以是 Redis 或 Zookeeper。但为了追求更好的功用，我们通常会选择运用 Redis 或 Zookeeper 来做。
下面我就以 Redis 为主线，由浅入深，带你深度剖析一下，散布式锁的各种「安全性」成绩，帮你彻底了解散布式锁。
二、散布式锁怎样完成？
我们从最复杂的末尾讲起。
想要完成散布式锁，必需要求 Redis 有「互斥」的才能，我们可以运用 SETNX 命令，这个命令表示SET if Not eXists，即假设 key 不存在，才会设置它的值，否则什么也不做。
两个客户端进程可以执行这个命令，到达互斥，就可以完成一个散布式锁。
客户端 1 央求加锁，加锁成功：
127.0.0.1:6379> SETNX lock 1
(integer) 1 // 客户端1，加锁成功
客户端 2 央求加锁，由于它后抵达，加锁失败：
127.0.0.1:6379> SETNX lock 1
(integer) 0 // 客户端2，加锁失败
此时，加锁成功的客户端，就可以去操作「共享资源」，例如，修正 MySQL 的某一行数据，或许调用一个 API 央求。
操作完成后，还要及时释放锁，给后来者让出操作共享资源的时机。如何释放锁呢？
也很复杂，直接运用 DEL 命令删除这个 key 即可：
127.0.0.1:6379> DEL lock // 释放锁
(integer) 1
这个逻辑十分复杂，全体的路程就是这样：
但是，它存在一个很大的成绩，当客户端 1 拿到锁后，假设发作下面的场景，就会形成「死锁」：
顺序处置业务逻辑异常，没及时释放锁
进程挂了，没时机释放锁
这时，这个客户端就会不断占用这个锁，而其它客户端就「永远」拿不到这把锁了。
怎样处置这个成绩呢？
三、如何避免死锁？
我们很容易想到的方案是，在央求锁时，给这把锁设置一个「租期」。
在 Redis 中完成时，就是给这个 key 设置一个「过时时间」。这里我们假定，操作共享资源的时间不会超过 10s，那么在加锁时，给这个 key 设置 10s 过时即可：
127.0.0.1:6379> SETNX lock 1 // 加锁
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXPIRE lock 10 // 10s后自动过时
(integer) 1
这样一来，无论客户端能否异常，这个锁都可以在 10s 后被「自动释放」，其它客户端照旧可以拿到锁。
但这样真的没成绩吗？
还是有成绩。
如今的操作，加锁、设置过时是 2 条命令，有没有能够只执行了第一条，第二条却「来不及」执行的状况发作呢？例如：
SETNX 执行成功，执行 EXPIRE 时由于网络成绩，执行失败
SETNX 执行成功，Redis 异常宕机，EXPIRE 没无时机执行
SETNX 执行成功，客户端异常崩溃，EXPIRE 也没无时机执行
总之，这两条命令不能保证是原子操作（一同成功），就有潜在的风险招致过时时间设置失败，照旧发作「死锁」成绩。
怎样办？
在 Redis 2.6.12 版本之前，我们需求想尽办法，保证 SETNX 和 EXPIRE 原子性执行，还要思索各种异常状况如何处置。
但在 Redis 2.6.12 之后，Redis 扩展了 SET 命令的参数，用这一条命令就可以了：
// 一条命令保证原子性执行
127.0.0.1:6379> SET lock 1 EX 10 NX
OK
这样就处置了死锁成绩，也比较复杂。
我们再来看剖析下，它还有什么成绩？
试想这样一种场景：
客户端 1 加锁成功，末尾操作共享资源
客户端 1 操作共享资源的时间，「超过」了锁的过时时间，锁被「自动释放」
客户端 2 加锁成功，末尾操作共享资源
客户端 1 操作共享资源完成，释放锁（但释放的是客户端 2 的锁）
看到了么，这里存在两个严重的成绩：
锁过时： 客户端 1 操作共享资源耗时太久，招致锁被自动释放，之后被客户端 2 持有
释放别人的锁： 客户端 1 操作共享资源完成后，却又释放了客户端 2 的锁
招致这两个成绩的缘由是什么？我们一个个来看。
第一个成绩，能够是我们评价操作共享资源的时间不准确招致的。例如，操作共享资源的时间「最慢」能够需求 15s，而我们却只设置了 10s 过时，那这就存在锁提早过时的风险。
过时时间太短，那增大冗余时间，例如设置过时时间为 20s，这样总可以了吧？
这样确实可以「缓解」这个成绩，降低出成绩的概率，但照旧无法「彻底处置」成绩。
为什么？
缘由在于，客户端在拿到锁之后，在操作共享资源时，遇到的场景有能够是很复杂的，例如，顺序外部发作异常、网络央求超时等等。
既然是「预估」时间，也只能是大致计算，除非你能预料并掩盖到一切招致耗时变长的场景，但这其实很难。
有什么更好的处置方案吗？
别急，关于这个成绩，我会在前面详细来讲对应的处置方案。
我们继续来看第二个成绩。
第二个成绩在于，一个客户端释放了其它客户端持有的锁。想一下，招致这个成绩的关键点在哪？
重点在于，每个客户端在释放锁时，都是「无脑」操作，并没有反省这把锁能否还「归本人持有」，所以就会发作释放别人锁的风险，这样的解锁流程，很不「严谨」！
如何处置这个成绩呢？
四、锁被别人释放怎样办?
处置办法是：客户端在加锁时，设置一个只要本人知道的「独一标识」出来。
例如，可以是本人的线程 ID，也可以是一个 UUID（随机且独一），这里我们以 UUID 举例：
// 锁的VALUE设置为UUID
127.0.0.1:6379> SET lock $uuid EX 20 NX
OK
这里假定 20s 操作共享时间完全足够，先不思索锁自动过时的成绩。
之后，在释放锁时，要先判别这把锁能否还归本人持有，伪代码可以这么写：
// 锁是本人的，才释放
if redis.get("lock") == $uuid:
redis.del("lock")
这里释放锁运用的是 GET + DEL 两条命令，这时，又会遇到我们前面讲的原子性成绩了。
客户端 1 执行 GET，判别锁是本人的
客户端 2 执行了 SET 命令，强迫获取到锁（虽然发作概率比较低，但我们需求严谨地思索锁的安全性模型）
客户端 1 执行 DEL，却释放了客户端 2 的锁
由此可见，这两个命令还是必需要原子执行才行。
怎样原子执行呢？Lua 脚本。
我们可以把这个逻辑，写成 Lua 脚本，让 Redis 来执行。
由于 Redis 处置每一个央求是「单线程」执行的，在执行一个 Lua 脚本时，其它央求必须等候，直到这个 Lua 脚本处置完成，这样一来，GET + DEL 之间就不会插入其它命令了。
安全释放锁的 Lua 脚本如下：
// 判别锁是本人的，才释放
if redis.call("GET",KEYS[1]) == ARGV[1]
then
return redis.call("DEL",KEYS[1])
else
return 0
end
好了，这样一路优化，整个的加锁、解锁的流程就更「严谨」了。
这里我们先小结一下，基于 Redis 完成的散布式锁，一个严谨的的流程如下：
加锁：SET lock_key $unique_id EX $expire_time NX
操作共享资源
释放锁：Lua 脚本，先 GET 判别锁能否归属本人，再 DEL 释放锁
好，有了这个残缺的锁模型，让我们重新回到前面提到的第一个成绩。
五、锁过时时间不好评价怎样办？
锁过时时间不好评价怎样办？
前面我们提到，锁的过时时间假设评价不好，这个锁就会有「提早」过时的风险。
事先给的妥协方案是，尽量「冗余」过时时间，降低锁提早过时的概率。
这个方案其实也不能完美处置成绩，那怎样办呢？
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