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如何使用 Redis 的 Lua 脚本实现分布式锁？

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以下是详细讲解如何使用 Redis 的 Lua 脚本实现分布式锁的完整使用攻略。

Redis 分布式锁简介

Redis 分布式锁是一常用的分布式锁实现方式，可以用于控制分布式系统中的并发访问。 分布式锁的特点如下：

  • Redis 分布式锁是基于 Redis 的 SETNX 命令实现的。
  • Redis 分布式锁是原子的，保证操作的原子性。
  • Redis 分布式锁是可扩展的，可以通过编写 Lua 脚本实现各种功能。

Redis 分布式锁的基本实现

在 Redis 中，可以使用 SETNX 命令实现分布式锁。以下是 Redis 分布式锁的基实现：

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 获取锁
def acquire_lock(lockname, acquire_timeout=10):
    identifier = str(uuid.uuid4())
    lockname = 'lock:' + lockname
    end = time.time() + acquire_timeout
    while time.time() < end:
        if r.setnx(lockname, identifier):
            return identifier
        time.sleep(0.001)
    return False

# 释放锁
def release_lock(lockname, identifier):
    lockname = 'lock:' + lockname
    while True:
        r.watch(lockname)
        if r.get(lockname) == identifier:
            with r.pipeline() as pipe:
                pipe.multi()
                pipe.delete(lockname)
                pipe.execute()
                return True
        r.unwatch()
        break
    return False

在上面的代码中，我们首先创建一个 Redis 对象，并连接 Redis 数据库。然后，我们定义了 acquire_lock 和 release_lock 两个函数，分别用于获取锁和释放锁。在获取锁时，我们使用 SETNX 命令实现分布式锁，如果获取锁成功则返回锁的标识符，否则返回 False。在释放锁时，我们使用 WATCH 命令监视锁的变化，如果锁的标识符与传入的标识符相同则删除锁并返回 True，否则返回 False。

示例1：使用 Redis Lua 脚本实现分布式锁

在这个示例中，我们将使用 Redis Lua 脚本实现分布式锁。首先，连接 Redis 数据库。然后，我们使用 EVAL 命令执行 Lua 脚本，实现 Redis 分布式锁。

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 定义 Lua 脚本
script = """
local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
local ttl = ARGV[2]

if redis.call('SETNX', key, value) == 1 then
    redis.call('EXPIRE', key, ttl)
    return 1
elseif redis.call('GET', key) == value then
    redis.call('EXPIRE', key, ttl)
    return 1
else
    return 0
end
"""

# 执行 Lua 脚本
result1 = r.eval(script, 1, 'lock', 'value1', 10)
result2 = r.eval(script, 1, 'lock', 'value2', 10)

print(result1)
print(result2)

在上面的代码中，我们首先创建一个 Redis 对象，并连接 Redis 数据库。然后，我们使用 EVAL 命令执行 Lua 脚本，实现 Redis 分布式锁。在 Lua 脚本中，我们首先获取名、值和过期时间，然后判断键是否存在，如果不存在则将键值设置为值，并设置过期时间，返回 1，否则判断键值是否等于值，如果等于则更新过期时间，返回 1，否则返回 0。

示例2：使用 Redis Lua 脚本实现分布式锁的自动续期

在这个示例中，我们将使用 Redis Lua 脚本实现分布式锁的自动续期。首先，连接 Redis 数据库。然后，我们使用 EVAL 命令执行 Lua 脚本，实现 Redis 分布式锁的自动续期。

import redis

r = redis.Redis(host='localhost port=6379, db=0)

# 定义 Lua 脚本
script = """
local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
local ttl = ARGV[2]

if redis.call('SETNX', key, value) == 1 then
    redis.call('EXPIRE', key, ttl)
    return 1
elseif redis.call('GET', key) == value then
    redis.call('EXPIRE', key, ttl)
    return 1
else
    return 0
end
"""

# 获取锁
def acquire_lock(lockname, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
    identifier = str(uuid.uuid4())
    lockname = 'lock:' + lockname
    end = time.time() + acquire_timeout
    while time.time() < end:
        result = r.eval(script, 1, lockname, identifier, lock_timeout)
        if result == 1:
            return identifier
        elif result == 0:
            time.sleep(0.001)
        else:
            return False
    return False

# 释放锁
def release_lock(lockname, identifier):
    lockname = 'lock:' + lockname
    while True:
        r.watch(lockname)
        if r.get(lockname) == identifier:
            with r.pipeline() as pipe:
                pipe.multi()
                pipe.delete(lockname)
                pipe.execute()
                return True
        r.unwatch()
        break
    return False

在上面的代码中，我们首先创建一个 Redis 对象，并连接 Redis 数据库。然后，我们定义了 acquire_lock 和 release_lock 两个函数，分别用于获取锁和释放锁。在获取锁时，我们使用 EVAL 命令执行 Lua 脚本实现分布式锁，并设置锁的过期时间。在释放锁时，我们使用 WATCH 命令监视锁的变化，如果锁的标识符与传入的标识符相同则删除锁并返回 True，否则返回 False。

以上就是如何使用 Redis 的 Lua 脚本实现分布式锁的完整使用攻略，包括定义 Lua 脚本、获取锁、释放锁等操作。在使用分布式锁时需要注意锁的正确性和全性。

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