面试题：Redis分布式锁的异常处理与一致性保证

网络分区：
- 使用多副本机制：Redis Sentinel或Redis Cluster 可以在网络分区时提供一定程度的可用性。Sentinel 可以监控主节点，当主节点出现故障（包括网络分区导致的隔离）时，自动将一个从节点提升为主节点。在获取锁时，客户端可以尝试从多个节点获取锁（如在Redis Cluster 中向多个主节点尝试获取锁），如果部分节点因为网络分区不可用，仍有可能从其他正常节点获取锁。
- 设置合理的锁超时时间：即使出现网络分区，锁也会在超时后自动释放，避免因某个客户端长时间持有锁而导致其他客户端无法获取锁的情况。
节点故障：
- 故障转移：如使用Redis Sentinel，当主节点故障时，Sentinel 会检测到并执行故障转移，选举新的主节点。客户端需要能够感知到主节点的变化，重新连接到新的主节点进行锁操作。
- 重试机制：客户端在获取锁失败时（可能由于节点故障），应该有重试逻辑，多次尝试从其他节点获取锁。

SETNX命令：
- 命令：SETNX key value，当且仅当键 key 不存在时，设置键 key 的值为 value ，返回1；若键 key 已经存在，则不做任何操作，返回0。
- 原理：利用Redis单线程处理命令的特性，保证在同一时刻只有一个客户端能成功执行 SETNX 命令获取锁。例如，多个客户端同时尝试 SETNX lock_key 1，只有一个客户端会返回1，即获取到锁。
EXPIRE命令：
- 命令：EXPIRE key seconds，为 key 设置过期时间，单位为秒。
- 原理：用于设置锁的超时时间，防止客户端在异常情况下（如崩溃）未能释放锁，导致死锁。例如，EXPIRE lock_key 60 表示锁在60秒后自动过期。在实践中，一般结合 SETNX 使用，如 SET lock_key 1 EX 60 NX，这是 SET 命令结合 EX（设置过期时间）和 NX（仅当键不存在时设置）选项的写法，等同于先执行 SETNX 再执行 EXPIRE，且保证了原子性。
DEL命令：
- 命令：DEL key，删除键 key 。
- 原理：用于释放锁，客户端在完成业务操作后，执行 DEL lock_key 来删除锁，使得其他客户端可以获取锁。但在删除锁时需要确保是当前持有锁的客户端进行删除，一般可以在获取锁时设置一个唯一的标识（如UUID），删除锁时先验证标识。

模拟网络分区：
- 工具：可以使用网络模拟工具如 tc （traffic control）在Linux系统上模拟网络分区。例如，使用 tc qdisc add dev eth0 root netem loss 100% 命令模拟网络完全断开（100%丢包），模拟某个Redis节点与其他节点网络分区。
- 验证方法：启动多个客户端尝试获取锁，观察在网络分区情况下，是否有客户端能够成功获取锁，以及锁的超时释放情况。在网络恢复后，检查是否能正常获取和释放锁，数据是否保持一致。
模拟节点故障：
- 工具：直接停止Redis节点进程来模拟节点故障。例如，在单机Redis环境下，使用 kill -9 <redis_pid> 强制停止Redis进程；在Redis Sentinel或Cluster 环境下，停止相应的主节点或从节点进程。
- 验证方法：观察客户端在节点故障时获取锁的重试机制是否生效，是否能自动连接到新的主节点（若有故障转移发生），以及锁的状态和数据一致性。可以通过记录客户端获取锁、释放锁的日志，以及检查Redis中锁的键值对状态来验证。同时，检查在节点故障恢复后，系统是否能正常工作，锁机制是否正确。

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