面试题：分布式系统中Redis分布式锁Redlock算法的基本原理

Question

请简述在分布式系统场景下，Redis分布式锁Redlock算法的基本运行原理，包括它如何利用多个Redis实例来保证锁的可靠性，以及加锁和解锁的大致流程。

Answer 1

Redlock算法基本原理

1. 多实例保障可靠性：Redlock算法通过使用多个独立的Redis实例（通常建议至少5个）来提高锁的可靠性。这些实例相互独立，不存在主从关系。这样做的目的是避免单个实例故障导致锁机制失效，因为即使部分实例出现问题，其他正常实例仍能参与锁的获取和释放过程。
2. 基于大多数的决策：在加锁时，客户端尝试在大多数（超过一半，例如5个实例中至少3个）Redis实例上获取锁。只有当客户端成功在大多数实例上获取到锁时，才认为加锁成功。这一机制确保了锁的强一致性，因为只有在多数实例确认的情况下，锁才能被视为获取成功，降低了因网络分区等问题导致的锁冲突风险。

加锁流程

1. 获取当前时间：客户端首先获取当前的系统时间（以毫秒为单位）。
2. 依次尝试加锁：客户端按顺序向每个Redis实例发送加锁请求，请求中包含锁的唯一标识（例如UUID）和锁的过期时间。这个过期时间是为了防止锁在持有方发生故障时永远无法释放。
3. 计算加锁耗时：当客户端尝试完所有实例后，再次获取当前时间，计算从开始加锁到结束尝试加锁的总耗时。
4. 判断加锁结果：如果总耗时小于锁的过期时间，并且成功在大多数实例上获取到锁，则加锁成功；否则，加锁失败，客户端需要释放已经在部分实例上获取到的锁（通过向这些实例发送解锁请求）。

解锁流程

1. 发送解锁请求：客户端向所有加锁时成功获取锁的Redis实例发送解锁请求，请求中包含加锁时使用的唯一标识。
2. 实例验证解锁：每个Redis实例在接收到解锁请求后，会验证请求中的唯一标识是否与当前持有的锁标识一致。如果一致，则释放锁；如果不一致，说明该锁可能已经被其他客户端获取，不执行解锁操作。