1. 背景
在传统的单体项目中，即部署到单个IIS上，针对并发问题，比如进销存中的出库和入库问题，多个人同时操作，属于一个IIS进程中多个线程并发操作的问题，这个时候可以引入线程锁lock/Monitor等，轻松解决这类问题。但是随着业务量的逐渐增大，比如”秒杀业务”, 肯定是集群部署，这个时候线程锁已经没用了, 必须引入分布式锁。
常见的分布式锁有：数据库、zookeeper、redis. 本节重点介绍redis的分布式锁.
如下图：
2. 分布式锁需要满足的条件
(1).在分布式系统环境下，一个锁在同一时间只能被一个服务器获取；（这是所有分布式锁的基础）
(2).高性能的获取锁和释放锁；（锁用完了，要及时释放，以供别人继续使用）
(3).具备锁失效机制，防止死锁；（防止因为某些意外，锁没有得到释放，那别人将永远无法使用）
(4).具备非阻塞锁特性，即没有获取到锁将直接返回获取锁失败。（满足等待锁的同时，也要满足非阻塞锁特性，便于多样性的业务场景使用）
3. 分布式锁种类/原理
(1).阻塞锁
尝试在redis中创建一个字符串结构缓存，方法传入key和过期时间(AcquireLock), 其中key对应的value为锁的过期时间timeout的时间戳。
若redis中没有这个key，则创建成功（即抢到锁），然后立即返回；若已经有这个key，则先watch，然后校验value中的时间戳是否已经超过当前时间。
若已超过，则尝试使用提交事务的方式覆盖新的时间戳，事务提交成功（即抢到锁),然后立即返回；若未超过当前时间或事务提交失败（即被别人抢到锁），则进入一个内部优化过的微循环，不断重试。
传入的timeout还有一个作用，就是控制重试时间，重试超时后则抛异常，using完成方法调用或者显式调用dispose，都会直接清除key。
总结：
timeout有两个意思：一是如果成功加锁后锁的过期时间, 二是未成功加锁后阻塞等待的时间。数据锁服务通过检查value中时间戳来判断是否过期，并不是利用redis在key上设置expire time来通过key的过期实现的。
(2).非阻塞锁
尝试在redis中创建一个字符串结构缓存项,方法传入key、value、timeout（Add），其中value无实际意义，过期时间为传入的timeout。
若redis中没有这个key,则创建成功（即抢到锁）,然后立即返回true.若已经有这个key，则立即返回false。以上过程为全局单线程原子操作，整个过程为独占式操作。IsLock可以检测key是否存在。
注意：
timeout即成功加锁后锁的过期时间，利用redis在key上设置expire time来通过key的过期实现。不要先用IsLock判断是否有锁再用Add加锁，因为这两个操作非原子性操作，期间会被其他操作干扰。
(3).底层实现主要用到以下几个指令
A.setnx
setnx key val：当且仅当key不存在时，set一个key为val的字符串，返回1；若key存在，则什么都不做，返回0
B.expire
expire key timeout：为key设置一个超时时间，单位为second，超过这个时间锁会自动释放，避免死锁
C.delete
delete key：删除key
二. 案例模拟实现
1.场景模拟分析
模拟多个用户进行秒杀业务，扣减库存→创建订单。 （PS：这里只是为了演示分布式锁而已,实际场景可以利用redis自减Api原子性实现扣减库存，从而干掉锁的问题）
总结：真正的秒杀是不会用分布式锁的, 因为用锁会存在等待的问题,会产生大量无响应的情况, 实际情况下可以利用Lua脚本结合redis原子性的特点，编写秒杀业务。详见：https://www.cnblogs.com/yaopengfei/p/13749772.html
下面分享3个不同的程序集实现分布式锁的业务.
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2. ServiceStack.Redis
(1).阻塞锁
代码分享
/// <summary>
/// 阻塞锁
/// </summary>
public class BlockingLock
{
public static void Show(int i, string key, TimeSpan timeout)
{
using var client = new RedisClient(“119.45.174.249”, 6379, “123456”);
using (var myLock = client.AcquireLock(key, timeout)) //获取锁 （此处阻塞，其它线程等待）
{
var goodNum = client.Get<int>(“goodNum”);
if (goodNum > 0)
{
client.Set<int>(“goodNum”, goodNum – 1); //扣减库存
var orderNum = client.Incr(“orderNum”);
Console.WriteLine($”{i}抢购成功,此时的库存为{goodNum – 1},订单数量为:{orderNum}”);
}
else
{
Console.WriteLine($”商品已经卖光了”);
}
}
}
}
调用
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine(“请输入开始抢购的时间：”);
int minute = int.Parse(Console.ReadLine());
using var client = new RedisClient(“119.45.174.249”, 6379, “123456”);
//商品数量(设置为10)
client.Set<int>(“goodNum”, 10);
//订单数(默认为0)
client.Set<int>(“orderNum”, 0);
//开启30个线程去抢购
Console.WriteLine($”在{minute}分0秒正式开启秒杀！”);
var flag = true;
while (flag)
{
if (DateTime.Now.Minute == minute)
//if (true)
{
flag = false;
Parallel.For(0, 30, (i) =>
{
int temp = i;
Task.Run(() =>
{
BlockingLock.Show(i, “akey”, TimeSpan.FromSeconds(100)); //阻塞锁
//NoBlockingLock.Show(i, “akey”, TimeSpan.FromSeconds(100)); //非阻塞锁
});
});
}
}
Console.ReadKey();
}
copy两套程序同时运行
(2).非阻塞锁
代码分享：
/// <summary>
/// 非阻塞锁
/// </summary>
public class NoBlockingLock
{
public static void Show(int i, string key, TimeSpan timeout)
{
using var client = new RedisClient(“119.45.174.249”, 6379, “123456”);
bool isLocked = client.Add<string>(key, “xxxx”, timeout);
if (isLocked)
{
try
{
var goodNum = client.Get<int>(“goodNum”);
if (goodNum > 0)
{
client.Set<int>(“goodNum”, goodNum – 1); //扣减库存
var orderNum = client.Incr(“orderNum”); //订单数量自增1
Console.WriteLine($”{i}抢购成功,此时的库存为{goodNum – 1},订单数量为:{orderNum}”);
}
else
{
Console.WriteLine($”{i}商品已经卖光了”);
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($”{i}报错了{ex.Message}”);
}
finally
{
client.Remove(key);
}
}
else
{
Console.WriteLine($”{i}抢购失败：原因：没有拿到锁”);
}
}
}
调用
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine(“请输入开始抢购的时间：”);
int minute = int.Parse(Console.ReadLine());
using var client = new RedisClient(“119.45.174.249”, 6379, “123456”);
//商品数量(设置为10)
client.Set<int>(“goodNum”, 10);
//订单数(默认为0)
client.Set<int>(“orderNum”, 0);
//开启30个线程去抢购
Console.WriteLine($”在{minute}分0秒正式开启秒杀！”);
var flag = true;
while (flag)
{
if (DateTime.Now.Minute == minute)
//if (true)
{
flag = false;
Parallel.For(0, 30, (i) =>
{
int temp = i;
Task.Run(() =>
{
//BlockingLock.Show(i, “akey”, TimeSpan.FromSeconds(100)); //阻塞锁
NoBlockingLock.Show(i, “akey”, TimeSpan.FromSeconds(100)); //非阻塞锁
});
});
}
}
Console.ReadKey();
}
copy两套程序同时运行
3. StackExchange.Redis
代码分享
public class MyLock1
{
public static void Show(int i, string key, TimeSpan timeout)
{
RedisHelp redis = new RedisHelp(“119.45.174.249:6379,password=123456”);
var client = redis.GetDatabase();
bool isLocked = client.LockTake(key, Environment.MachineName, timeout); //timeout秒后自动释放
if (isLocked)
{
try
{
var goodNum = int.Parse(client.StringGet(“goodNum”));
if (goodNum > 0)
{
client.StringSet(“goodNum”, goodNum – 1); //扣减库存
var orderNum = client.StringIncrement(“orderNum”); //订单数量自增1
Console.WriteLine($”{i}抢购成功,此时的库存为{goodNum – 1},订单数量为:{orderNum}”);
}
else
{
Console.WriteLine($”{i}商品已经卖光了”);
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($”{i}报错了{ex.Message}”);
}
finally
{
client.LockRelease(key, Environment.MachineName);
}
}
else
{
Console.WriteLine($”{i}抢购失败：原因：没有拿到锁”);
}
}
}
调用：
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine(“请输入开始抢购的时间：”);
int minute = int.Parse(Console.ReadLine());
RedisHelp redis = new RedisHelp(“119.45.174.249:6379,password=123456”);
var client = redis.GetDatabase();
//商品数量(设置为10)
client.StringSet(“goodNum”, 10);
//订单数(默认为0)
client.StringSet(“orderNum”, 0);
//开启30个线程去抢购
Console.WriteLine($”在{minute}分0秒正式开启秒杀！”);
var flag = true;
while (flag)
{
if (DateTime.Now.Minute == minute)
//if (true)
{
flag = false;
Parallel.For(0, 30, (i) =>
{
int temp = i;
Task.Run(() =>
{
MyLock1.Show(i, “akey”, TimeSpan.FromSeconds(2));
});
});
}
}
Console.ReadKey();
}
4. CSRedisCore
代码分享
public class MyLock1
{
public static void Show(int i, string key, int timeout)
{
RedisHelper.Initialization(new CSRedis.CSRedisClient(“119.45.174.249:6379,password=123456,defaultDatabase=0”));
var isLocked = RedisHelper.Lock(key, timeout, true); //timeout秒后自动释放
if (isLocked != null) //获取超时则返回null
{
try
{
var goodNum = int.Parse(RedisHelper.Get(“goodNum”));
if (goodNum > 0)
{
RedisHelper.Set(“goodNum”, goodNum – 1); //扣减库存
var orderNum = RedisHelper.IncrBy(“orderNum”); //订单数量自增1
Console.WriteLine($”{i}抢购成功,此时的库存为{goodNum – 1},订单数量为:{orderNum}”);
}
else
{
Console.WriteLine($”商品已经卖光了”);
}
}
catch (Exception ex)
{
Console.WriteLine($”报错了{ex.Message}”);
}
finally
{
RedisHelper.Del(key); //上面可以自动删除，还需要手动删除吗？
}
}
else
{
Console.WriteLine($”{i}抢购失败：原因：没有拿到锁”);
}
}
}
调用
static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine(“请输入开始抢购的时间：”);
int minute = int.Parse(Console.ReadLine());
var client = new CSRedis.CSRedisClient(“119.45.174.249:6379,password=123456,defaultDatabase=0”);
//商品数量(设置为10)
client.Set(“goodNum”, 10);
//订单数(默认为0)
client.Set(“orderNum”, 0);
//开启30个线程去抢购
Console.WriteLine($”在{minute}分0秒正式开启秒杀！”);
var flag = true;
while (flag)
{
if (DateTime.Now.Minute == minute)
//if (true)
{
flag = false;
Parallel.For(0, 30, (i) =>
{
int temp = i;
Task.Run(() =>
{
MyLock1.Show(i, “akey”, 2);
});
});
}
}
Console.ReadKey();
}