Redis 分布式锁是一种使用 Redis 来实现多个进程之间的锁机制，确保在分布式系统中对共享资源的安全访问。以下是几种常见的 Redis 分布式锁实现方法：

1. SETNX（SET if Not eXists）和 EXPIRE

机制:

• SETNX: 使用 Redis 的 SETNX 命令（SET if Not Exists）来实现锁的获取。SETNX 只会在指定键不存在时设置键的值，如果键已经存在，则返回失败。
• EXPIRE: 设置锁的超时时间，防止因某些异常导致锁无法释放，从而发生死锁。

实现步骤:

1. 使用 SETNX 命令尝试获取锁。如果返回成功，表示锁已获取。
2. 获取锁成功后，立即使用 EXPIRE 命令为该键设置一个过期时间，避免因程序崩溃导致锁无法释放。
3. 当任务完成或超时后，释放锁（通过 DEL 命令删除键）。

优点:

• 简单易用，能满足基本的分布式锁需求。

缺点:

• 存在死锁风险：如果客户端在执行 EXPIRE 之前崩溃，锁将无法释放。
• 不具备自动续约功能：如果任务执行时间超过了锁的超时时间，锁可能会被错误释放。

2. SET 指令 with NX and EX

机制:

• Redis 提供了一个原子操作，可以使用 SET 命令来同时设置键值和过期时间，避免 SETNX 和 EXPIRE 两个操作分离带来的问题。

实现步骤:

1. 使用 SET key value NX EX seconds 命令来获取锁，其中 NX 表示“仅当键不存在时才设置”，EX 表示“设置键的过期时间为 seconds 秒”。
2. 如果 SET 返回成功，表示锁已获取成功，任务可以继续执行。
3. 任务完成或超时后，通过 DEL 命令释放锁。

优点:

• 原子操作，避免了 SETNX + EXPIRE 组合操作的死锁风险。

缺点:

• 同样存在锁超时被误释放的风险，需要额外的机制来处理长时间任务的锁续约。

3. Redlock 算法

机制:

• Redlock 是 Redis 官方推荐的一种分布式锁算法，用于在多个 Redis 实例之间实现更高可靠性的分布式锁。
• 它利用多个 Redis 节点来存储锁，每个节点独立获取锁，只有在多数节点（通常是大于一半的节点）成功获取锁后，锁才算成功获取。

实现步骤:

1. 客户端依次向多个 Redis 实例（如 5 个）发送 SET 命令尝试获取锁，并为每次获取设置一个较短的超时（防止网络延迟影响）。
2. 如果客户端在多数节点（如至少 3 个）成功获取锁，并且总耗时小于锁的有效时间，则认为锁获取成功。
3. 如果成功获取锁，客户端可以执行任务。
4. 任务完成后，客户端应向每个节点发送 DEL 命令释放锁。

优点:

• 高可用性：即使部分节点失效，锁仍然可以被安全获取和释放。
• 安全性更高：通过多节点锁定，避免单点故障带来的风险。

缺点:

• 实现相对复杂，需要多个 Redis 实例，增加了部署和维护的复杂性。
• 在极端情况下（如网络分区），仍然存在一致性问题。

4. Lua 脚本实现分布式锁

机制:

• 使用 Redis 的 Lua 脚本功能，可以将锁的获取、检查、释放等操作封装在一个脚本中，确保整个过程的原子性。

实现步骤:

1. 编写 Lua 脚本，将锁的获取和设置过期时间的逻辑放在一个脚本中。
2. 使用 EVAL 命令执行 Lua 脚本，从而确保这些操作在一个事务中执行，避免因网络延迟导致的并发问题。

优点:

• 原子性强：所有操作在一个脚本中完成，避免了因网络延迟导致的竞争条件。
• 可定制性强：可以根据具体需求定制锁的获取和释放逻辑。

缺点:

• 开发复杂度稍高，需要编写和调试 Lua 脚本。

总结

• SETNX + EXPIRE 是最基础的实现，适合简单的分布式锁需求，但存在死锁风险。
• SET with NX and EX 是更安全的改进，原子性更强。
• Redlock 是 Redis 官方推荐的高级分布式锁算法，适用于对可靠性要求更高的场景。
• Lua 脚本 可以进一步增强锁的原子性和定制性，适合复杂场景。