在这篇文章中，我们将讨论如何在 .NET Core 中使用 Redis 创建分布式锁。分布式系统中的多个进程可能会共享资源，这会导致资源竞争的问题。分布式锁可以帮助我们解决这个问题。
一. 为什么需要分布式锁？
普通的锁机制通常用于解决单一进程中的共享资源问题。例如：
public void SomeMethod()
{
// 执行某些操作...
lock (obj)
{
// 执行加锁的操作...
}
// 执行其他操作...
}
这种锁是进程内部的锁，只能解决单个进程中的资源竞争问题。对于分布式系统，我们需要分布式锁来处理跨多个进程的资源竞争。
二. 使用 Redis 创建分布式锁
Redis 是一个单线程的数据库，能够执行原子操作，这使它非常适合用于创建分布式锁。接下来，我们将演示如何在 .NET Core 中使用 Redis 创建一个简单的分布式锁。
1. 设置 Redis 连接
首先，我们需要设置 Redis 连接。使用 StackExchange.Redis 客户端库来连接 Redis。
///
/// 懒加载的 Redis 连接。
///
private static Lazy lazyConnection = new Lazy(() =>
{
ConfigurationOptions configuration = new ConfigurationOptions
{
AbortOnConnectFail = false,
ConnectTimeout = 5000,
};
configuration.EndPoints.Add("localhost", 6379);
return ConnectionMultiplexer.Connect(configuration.ToString());
});
///
/// 获取 Redis 连接。
///
///
public static ConnectionMultiplexer Connection => lazyConnection.Value;
2. 获取锁
为了请求对共享资源的锁，我们使用以下命令：
SET resource_name unique_value NX PX duration
-
resource_name是所有应用实例共享的资源名称。 -
unique_value是每个应用实例的唯一值，用于释放锁。 -
duration是锁的过期时间（以毫秒为单位）。
以下是获取锁的 C# 代码实现：
///
/// 获取锁。
///
///
///
///
///
static bool AcquireLock(string key, string value, TimeSpan expiration)
{
bool flag = false;
try
{
flag = Connection.GetDatabase().StringSet(key, value, expiration, When.NotExists);
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"获取锁失败...{ex.Message}");
flag = true;
}
return flag;
}
3. 测试获取锁
以下是测试获取锁的代码示例：
static void Main(string[] args)
{
string lockKey = "lock:eat";
TimeSpan expiration = TimeSpan.FromSeconds(5);
// 5 个人尝试获取锁并进行操作
Parallel.For(0, 5, x =>
{
string person = $"person:{x}";
bool isLocked = AcquireLock(lockKey, person, expiration);
if (isLocked)
{
Console.WriteLine($"{person} 开始吃东西（获得锁）于 {DateTimeOffset.Now.ToUnixTimeMilliseconds()}。");
}
else
{
Console.WriteLine($"{person} 无法吃东西，因为没有获取到锁。");
}
});
Console.WriteLine("结束");
Console.Read();
}
4. 释放锁
释放锁时，我们需要匹配唯一值来确保正确释放锁。以下是释放锁的代码实现：
///
/// 释放锁。
///
///
///
///
static bool ReleaseLock(string key, string value)
{
string lua_script = @"
if (redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1]) then
redis.call('DEL', KEYS[1])
return true
else
return false
end
";
try
{
var res = Connection.GetDatabase().ScriptEvaluate(lua_script,
new RedisKey[] { key },
new RedisValue[] { value });
return (bool)res;
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($"释放锁失败...{ex.Message}");
return false;
}
}
5. 处理锁未释放的情况
当一个进程获取了锁但没有释放时，其他进程应该继续尝试获取锁。以下是处理这种情况的示例代码：
Parallel.For(0, 5, x =>
{
string person = $"person:{x}";
var val = 0;
bool isLocked = AcquireLock(lockKey, person, expiration);
while (!isLocked && val <= 5000)
{
val += 250;
System.Threading.Thread.Sleep(250);
isLocked = AcquireLock(lockKey, person, expiration);
}
if (isLocked)
{
Console.WriteLine($"{person} 开始吃东西（获得锁）于 {DateTimeOffset.Now.ToUnixTimeMilliseconds()}。");
if (new Random().NextDouble() < 0.6)
{
Console.WriteLine($"{person} 释放锁 {ReleaseLock(lockKey, person)} {DateTimeOffset.Now.ToUnixTimeMilliseconds()}");
}
else
{
Console.WriteLine($"{person} 不释放锁....");
}
}
else
{
Console.WriteLine($"{person} 开始吃东西（未获得锁）于 {DateTimeOffset.Now.ToUnixTimeMilliseconds()}。");
}
});
三. 总结
这篇文章介绍了如何在 .NET Core 中使用 Redis 创建分布式锁。这是一个基本的实现，您可以根据自己的业务需求进行改进。