面试题：Redis分布式锁中SETNX与EXPIRE组合使用可能会遇到什么问题？

Question

在使用Redis的SETNX命令设置锁，并结合EXPIRE设置过期时间来实现分布式锁时，可能会面临一些潜在的问题，请详细阐述这些问题是什么以及为什么会出现。

Answer 1

1. 命令原子性问题

• 问题：在Redis中，虽然SETNX和EXPIRE单个命令是原子性的，但在实现分布式锁时，先执行SETNX设置锁，再执行EXPIRE设置过期时间，这两个操作不是原子的。如果在执行完SETNX后，还没来得及执行EXPIRE时，服务器崩溃，那么这个锁就会变成死锁，其他客户端永远无法获取到该锁。
• 原因：Redis命令执行的原子性是基于单条命令，而不是多个命令组成的逻辑操作。多个命令间可能会因为服务器故障、网络问题等中断执行，导致整体逻辑不完整。

2. 锁误删问题

• 问题：假设客户端A获取到锁并设置了过期时间，在处理业务逻辑时，由于某些原因（如网络延迟、业务逻辑复杂等），锁过期了，此时客户端B获取到了这个锁。然后客户端A完成业务逻辑，去释放锁，就会把客户端B的锁释放掉，导致业务逻辑出现错误。
• 原因：锁的释放逻辑通常是基于锁的键名进行删除操作，没有对锁的持有者进行校验。客户端A不知道锁已经过期并被其他客户端获取，只按照自己获取锁的逻辑去释放锁，从而误删其他客户端的锁。

3. 时钟漂移问题

• 问题：如果分布式系统中各个服务器的时钟存在误差（时钟漂移），那么设置的过期时间可能与预期不符。例如，在某些服务器上认为锁已经过期可以获取，而在其他服务器上认为锁还未过期，导致锁的不一致，可能出现多个客户端同时持有锁的情况。
• 原因：不同服务器硬件、操作系统、网络延迟等因素会导致它们的系统时钟存在细微差异。在设置过期时间依赖服务器本地时钟的情况下，时钟漂移会破坏过期时间设置的一致性。

4. 高并发下的性能问题

• 问题：在高并发场景下，大量客户端同时竞争锁，频繁的SETNX操作会对Redis服务器造成较大压力，可能导致Redis性能下降，甚至出现卡顿，影响整个分布式系统的性能。
• 原因：Redis是单线程模型，虽然执行单个命令速度很快，但在高并发竞争锁时，大量请求需要排队处理，这会增加每个请求的等待时间，降低系统整体的吞吐量。