面试题答案
一键面试基本原理
- SETNX命令：Redis的
SETNX（SET if Not eXists）命令用于在指定的键不存在时，设置键的值。在分布式锁场景中，多个客户端尝试使用SETNX命令来设置同一个锁键。只有一个客户端能够成功设置，该客户端就获得了锁。例如：
SETNX lock_key unique_value
如果返回1，表示设置成功，获取到锁；返回0，表示锁已被其他客户端持有。
2. 唯一值标识：每个客户端在设置锁时使用一个唯一值（如UUID）作为锁的值。这是为了确保释放锁时，只能释放自己持有的锁，而不会误释放其他客户端的锁。
3. 过期时间：为了防止持有锁的客户端出现异常（如崩溃）而导致锁永远无法释放，需要为锁设置一个过期时间。可以在设置锁的同时通过EX参数指定过期时间（单位为秒），例如：
SET lock_key unique_value EX 10 NX
上述命令表示在锁键不存在时设置锁键的值为unique_value，并设置过期时间为10秒。
可能存在的问题及解决方案
- 锁的误释放
- 问题描述：当一个客户端A获取到锁并设置了过期时间，在执行任务过程中，由于某些原因（如网络延迟、GC停顿）导致执行时间过长，超过了锁的过期时间，锁自动释放。此时另一个客户端B获取到锁，而客户端A执行完任务后尝试释放锁，会误释放客户端B持有的锁。
- 解决方案：在释放锁时，通过Lua脚本来验证锁的唯一值。只有当锁的值与自己设置的唯一值相匹配时，才执行释放锁的操作。例如以下Lua脚本：
if redis.call("GET",KEYS[1]) == ARGV[1] then
return redis.call("DEL",KEYS[1])
else
return 0
end
在客户端中使用EVAL命令执行该Lua脚本，将锁键作为KEYS[1]，唯一值作为ARGV[1]传入。
2. 锁的可靠性问题（主从复制场景）
- 问题描述：在Redis主从复制架构中，当主节点接收到客户端设置锁的命令后，还未来得及将锁的设置同步到从节点，主节点发生故障，从节点晋升为主节点。此时新的主节点上不存在锁，其他客户端可以再次获取锁，导致锁的可靠性被破坏。
- 解决方案：
- Redlock算法：使用多个独立的Redis实例（至少5个），客户端在大部分实例（至少3个）上成功设置锁才算获取到锁。释放锁时需要在所有实例上释放。具体步骤如下：
1. 获取当前时间（毫秒）。
2. 按顺序尝试在每个Redis实例上设置锁，设置时带上相同的唯一值和较短的过期时间（如50毫秒）。
3. 如果在超过半数（N/2 + 1，N为Redis实例个数）的实例上成功设置锁，且从开始设置锁到最后一个设置成功的总时间小于锁的过期时间，则认为获取到锁。
4. 如果获取锁失败，在所有实例上释放锁。
- Redisson框架：Redisson是一个基于Redis的Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid），它对分布式锁进行了封装，内部采用了Redlock算法，并提供了更易用的API，可有效解决锁在主从复制场景下的可靠性问题。