分布式锁优化：使用Lua脚本保证释放锁的原子性问题

news2025/7/23 19:26:55

分布式锁优化（二）：使用Lua脚本保证释放锁的原子性问题

💻黑马视频链接：Lua脚本解决多条命令原子性问题

在上一章节视频实现了一个可用的Redis分布式锁，采用SET NX EX命令实现互斥和过期自动释放机制，并通过给锁绑定线程标识来避免锁误删的问题。

正当我已经感觉非常完美地防止“超卖”问题的时候，虎哥又举了一个更小概率的事件哈哈，判断和删除是两次单独的Redis操作，中间如果线程阻塞或者上下文切换，就可能导致“误删别人的锁”！于是谈到：释放锁操作的原子性问题。下面将继续优化这把锁，引入Lua脚本，彻底解决这个问题(其实还是不够彻底哈哈~)

一、释放锁不是原子操作

之前我们是这样释放锁的：

String id = redisTemplate.opsForValue().get("lock:order");
if (id.equals(currentThreadId)) {
    redisTemplate.delete("lock:order");
}

这看起来没问题对吧？我们先判断锁是不是自己的，如果是就删掉。

但问题就在于：两次单独的Redis操作，中间如果阻塞，就可能导致“误删别人的锁”。(如下图)
在这里插入图片描述

举个真实的例子：

线程1获得锁，执行业务时卡住了（比如GC阻塞或垃圾回收机制）。
锁超时释放了，线程2趁机获得了锁。
就在这时线程1恢复了，执行delete()操作，误删了线程2的锁。
于是线程3也抢到了锁，导致并发执行 → 超卖！

这就像网吧上机，座位是你在用没错，但你出去上厕所的功夫别人坐了你的位置，你回来不管三七二十一直接拔网线……

二、我们需要“原子释放锁”

原子性：一组操作要么全部完成，要么全部不做，中间不允许被打断。

我们需要将“比对线程标识”和“删除锁”这两个操作合并成一个原子操作，要么同时完成，要么都不执行。这样才能避免误删问题。

Redis 本身虽然没有支持“if equals then delete”这种原子命令，但它提供了一种机制——Lua脚本！

三、Lua脚本简介：Redis的原子武器

Lua是一门轻量级脚本语言，Redis支持在服务端执行Lua脚本，一旦脚本开始执行，就不会被任何其他命令打断，具有绝对的原子性。
在这里插入图片描述

这就像我们把所有关键操作包成一个“事务”扔给Redis执行，Redis承诺要么一次性全完成，要么一个都不做，其他客户端在这期间不能插队。

常用语法：

-- 获取值
local val = redis.call('GET', KEYS[1])

-- 设置值
redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1])

-- 删除
redis.call('DEL', KEYS[1])

KEYS数组：代表Redis的key
ARGV数组：代表传入的参数

四、Lua脚本释放锁：拿锁-比锁-删锁三步走

我们可以这样写一个Lua脚本，来实现释放锁逻辑：

-- unlock.lua
-- 如果锁的值（线程ID）等于传入的线程ID，则删除锁
if (redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1]) then
    return redis.call('DEL', KEYS[1])
end
return 0

这段脚本的执行具备原子性，确保：
拿锁 → 比锁 → 删除锁三个操作连成一体
中间不可能被打断或抢占

五、Java代码实现：调用Lua脚本

有了Lua脚本后，我们可以通过StringRedisTemplate的execute()方法来执行这个脚本。

1. Lua脚本保存

将上面的unlock.lua文件放在项目的resources/lua/目录下。

2. 加载Lua脚本

private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;

static {
    UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
    UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("lua/unlock.lua"));
    UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class); // 返回值类型：DEL成功返回1，失败返回0
}

3. 释放锁的代码

@Override
public void unlock() {
    stringRedisTemplate.execute(
        UNLOCK_SCRIPT,
        Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name), // 传入锁的key（KEYS数组）
        ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId() // 传入线程ID（ARGV数组）
    );
}