Redis构建分布式锁

下面是详细的Redis构建分布式锁的攻略：

什么是分布式锁？

分布式锁就是在分布式系统中，为了控制不同节点对共享资源并发访问，实现数据一致性，而设置的一种同步机制。分布式锁主要实现两个功能：
1. 互斥访问：同一时刻只能有一个节点对分布式锁进行加锁操作，其他节点只能等待。
2. 防止死锁：当某个节点持有锁超时或者失效时，通过在加锁时设置一个过期时间来避免死锁的发生。

Redis如何实现分布式锁？

Redis作为一个高性能的键值数据库，拥有多种数据类型，能够满足分布式锁的各种需求。一般来说，我们可以使用Redis的set命令来实现分布式锁。在Redis中，set命令可以帮助我们实现两个功能：
1. 如果该键不存在，则向Redis数据库中添加一个带有过期时间的键值对。
2. 如果该键已存在，则不做任何操作。

基于以上两点，我们可以实现一个基本的分布式锁：

def acquire_lock(lockname, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
  """
  尝试获取分布式锁
  :param lockname: 锁的名称
  :param acquire_timeout: 获取锁的等待时间，超时抛出异常
  :param lock_timeout: 锁的超时时间
  :return: True/False
  """
  identifier = str(uuid.uuid4())
  lockkey = "lock:" + lockname
  end = time.time() + acquire_timeout
  while time.time() < end:
      if redis.set(lockkey, identifier, ex=lock_timeout, nx=True):
          return identifier
      time.sleep(0.001)
  return False

上面的代码中，我们首先生成一个唯一的标识符identifier，然后使用set命令尝试向Redis数据库中添加一个带有过期时间的键值对。如果该键不存在，set命令会将键值对添加到数据库中，并返回True。如果锁已经存在，则不做任何操作，并返回False。在加锁操作中，我们使用了nx=True参数，这个参数的作用是只有在键不存在时才会进行添加操作。同时，在键值对的过期时间参数（ex=lock_timeout）中，我们设置了锁的过期时间，避免了一旦锁被持有者崩溃或者其他原因导致锁未被释放，导致死锁的问题。

示例一：使用Redis分布式锁实现秒杀系统

def handle_request(request):
    """
    处理请求并获取分布式锁
    :param request: 待处理请求
    :return: 处理结果
    """
    if not acquire_lock("mylock"):
        return "系统繁忙，请稍后再试"
    try:
        # 处理请求
        result = process_request(request)
    finally:
        # 释放锁
        release_lock("mylock")
    return result

在上面的示例中，我们假设有一个高并发的秒杀系统，当用户提交订单时，我们需要对系统资源进行加锁，避免出现分布式系统并发访问资源时出现的问题。首先调用acquire_lock方法尝试获取锁，如果锁已经被其他节点持有，处理该请求的节点就会等待，直至获得锁为止。如果获取到锁，就可以处理请求了。请求处理完毕，最后通过release_lock方法释放锁。

示例二：Redisson框架实现分布式锁

Redis提供的分布式锁有一些局限性，比如只适用于单实例（非Redis Cluster）的环境，并且存在redis主从切换时锁会失效等问题。因此，可以使用Redisson框架来解决这些问题。

Redisson是一个开源的Java Redis客户端，提供了分布式锁、分布式对象、分布式集合等多种功能。下面是通过Redisson框架实现分布式锁的示例：

Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
RLock lock = redisson.getLock("mylock");
try {
    lock.lock();
    // 处理请求
    result = process_request(request);
} finally {
    lock.unlock();
}

以上代码中，我们首先创建了一个RedissonClient对象，连接到Redis服务器。然后创建了一个RLock实例，这个实例表示一个分布式锁。在获取锁后，我们可以处理请求了。在请求处理完成后，通过unlock方法释放锁。

需要注意的是，虽然Redisson解决了Redis分布式锁的许多问题，但由于其本身是Java客户端，所以会带来一定的性能开销。因此，在选择方案时需要根据实际需求进行权衡。