面试题：Redis 中如何实现分布式锁？

在面试中，如果被问到如何在 Redis 中实现分布式锁，可以从以下几个方面进行回答：

1. 分布式锁的基本概念

分布式锁是一种用于在分布式系统中协调多个进程或线程对共享资源访问的机制。Redis 由于其高性能和原子操作特性，常被用来实现分布式锁。

2. Redis 实现分布式锁的核心命令

Redis 提供了以下命令来实现分布式锁：

SET key value NX EX seconds：
- NX：表示键不存在时才设置。
- EX：设置键的过期时间（单位：秒）。
- 这个命令可以原子性地设置键值对，并指定过期时间，非常适合实现分布式锁。

3. 实现分布式锁的步骤

（1）加锁

使用 SET 命令尝试获取锁：SET lock_key unique_value NX EX 10
- lock_key：锁的名称。
- unique_value：唯一标识（如 UUID），用于确保只有锁的持有者才能释放锁。
- NX：表示键不存在时才设置。
- EX 10：设置锁的过期时间为 10 秒。
如果命令返回 OK，表示成功获取锁；否则，表示锁已被其他客户端持有。

（2）释放锁

使用 Lua 脚本确保释放锁的操作是原子的：
- 检查锁的值是否与当前客户端的唯一标识一致，只有一致时才释放锁。
```
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del", KEYS[1])
else
    return 0
end
```

4. 分布式锁的关键问题及解决方案

（1）死锁问题

问题：如果客户端获取锁后崩溃，未能释放锁，其他客户端将无法获取锁。
解决方案：为锁设置合理的过期时间（EX 选项），即使客户端崩溃，锁也会自动释放。

（2）锁误删问题

问题：如果客户端 A 获取锁后，由于某些原因（如长时间 GC 或网络延迟）导致锁过期，客户端 B 获取了锁。此时客户端 A 恢复并释放锁，可能会误删客户端 B 的锁。
解决方案：在释放锁时，检查锁的值是否与当前客户端的唯一标识一致。

（3）锁续期问题

问题：如果业务逻辑执行时间较长，锁可能会提前过期。
解决方案：使用看门狗机制（Watchdog）定期续期。

5. 示例代码

加锁

public boolean tryLock(String lockKey, String uniqueValue, int expireTime) {
    String result = jedis.set(lockKey, uniqueValue, "NX", "EX", expireTime);
    return "OK".equals(result);
}

释放锁

public boolean releaseLock(String lockKey, String uniqueValue) {
    String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                       "return redis.call('del', KEYS[1]) " +
                       "else " +
                       "return 0 " +
                       "end";
    Object result = jedis.eval(luaScript, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(uniqueValue));
    return Long.valueOf(1).equals(result);
}

锁续期

public void renewLock(String lockKey, String uniqueValue, int expireTime) {
    new Thread(() -> {
        while (true) {
            try {
                Thread.sleep(expireTime / 3 * 1000); // 每隔 1/3 过期时间检查一次
                String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                                   "return redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
                                   "else " +
                                   "return 0 " +
                                   "end";
                jedis.eval(luaScript, Collections.singletonList(lockKey), Arrays.asList(uniqueValue, String.valueOf(expireTime)));
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
                break;
            }
        }
    }).start();
}