面试题：Redis分布式锁实现原理中的核心要点

Question

请阐述Redis分布式锁实现原理中的核心操作有哪些，例如SETNX命令在其中起到什么作用，以及如何处理锁的过期时间以避免死锁情况？

Answer 1

Redis分布式锁实现原理核心操作

1. SETNX 命令：
   • 作用：SETNX 是“SET if Not eXists”的缩写，即当且仅当 key 不存在时，才对 key 进行设置操作。在分布式锁实现中，多个客户端同时尝试使用 SETNX 命令去设置同一个 key（通常作为锁标识），只有一个客户端能够成功设置，该客户端就获得了锁。其他客户端设置失败，表明锁已被占用，只能等待锁的释放。例如，在一个电商抢购场景中，多个用户同时请求购买限量商品，通过 SETNX 来确保只有一个用户能获得购买锁，避免超卖。
2. 处理锁的过期时间：
   • 避免死锁：为了防止获得锁的客户端因为某些原因（如程序崩溃、网络故障等）未能及时释放锁，导致其他客户端永远无法获取锁（死锁情况），需要为锁设置一个过期时间。可以在使用 SETNX 成功设置锁后，紧接着使用 EXPIRE 命令为 key 设置过期时间。例如：

     SETNX lock_key unique_value
     EXPIRE lock_key expiration_time
     

   • 优化方式：在 Redis 2.6.12 版本之后，可以使用 SET 命令的扩展参数来一步完成设置锁和设置过期时间的操作，语法为 SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]。如 SET lock_key unique_value EX 10 NX，这样可以确保设置锁和设置过期时间这两个操作的原子性，进一步避免死锁。在实际应用中，过期时间的设置需要根据业务场景合理调整，时间过短可能导致锁频繁过期，业务处理未完成就丢失锁；时间过长则可能在客户端异常时，长时间占用锁资源。