详解ASP.Net Core 中如何借助CSRedis实现一个安全高效

引言:最近回头看了看开发的.Net Core 2.1项目的复盘总结,其中在多处用到Redis实现的分布式锁,虽然在OnResultExecuting方法中做了防止死锁的处理,但在某些场景下还是会发生死锁的问题,下面我只展示部分代码:

详解ASP.Net Core 中如何借助CSRedis实现一个安全高效

问题:

(1)这里setnx设置的值“1”,我想问,你最后del的这个值一定是你自己创建的吗?

(2)图中标注的步骤1和步骤2不是原子操作,会有死锁的概率吗?

大家可以思考一下先,下面让我们带着这两个问题往下看,下面介绍一下使用Redis实现分布式锁常用的几个命令。

一、使用Redis实现分布式锁常见的几个命令

Setnx

命令:SETNX key value
说明:将 key 的值设为 value ,当且仅当 key 不存在。若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作。SETNX 是『SET if Not eXists』(如果不存在,则 SET)的简写。
时间复杂度:O(1)
返回值:设置成功,返回1 ; 设置失败,返回 0

Getset

命令:GETSET key value
说明:将给定 key 的值设为 value ,并返回 key 的旧值(old value)。当 key 存在但不是字符串类型时,返回一个错误。
时间复杂度:O(1)
返回值:返回给定 key 的旧值; 当 key 没有旧值时,也即是, key 不存在时,返回 nil 。

Expire

命令:EXPIRE key seconds
说明:为给定 key 设置生存时间,当 key 过期时(生存时间为 0 ),它会被自动删除。
时间复杂度:O(1)
返回值:设置成功返回 1 ;当 key 不存在或者不能为 key 设置生存时间时(比如在低于 2.1.3 版本的 Redis 中你尝试更新 key 的生存时间),返回 0 。

Del

命令:DEL key [key ...]
说明:删除给定的一个或多个 key 。不存在的 key 会被忽略。
时间复杂度:O(N); N 为被删除的 key 的数量。
删除单个字符串类型的 key ,时间复杂度为O(1)。
删除单个列表、集合、有序集合或哈希表类型的 key ,时间复杂度为O(M), M 为以上数据结构内的元素数量。
返回值:被删除 key 的数量。

好了,命令熟悉之后,下面我们就开始一步一步实现分布式锁。

二、使用Redis实现分布式锁版本一:与时间戳的结合

对于上面的setnx设置的默认值1,我们采用时间戳来防止问题一,下面先让我们来看下想当然写法流程图。

流程图:

详解ASP.Net Core 中如何借助CSRedis实现一个安全高效

C#代码实现:

static void Main(string[] args) { var lockTimeout = 5000;//单位是毫秒 var currentTime = DateTime.Now.ToUnixTime(true); if (SetNx("lockkey", currentTime+ lockTimeout,lockTimeout)) { //TODO:一些业务逻辑代码 //..... //..... //最后释放锁 Remove("lockkey"); } else { Console.WriteLine("没有获得分布式锁"); } Console.ReadKey(); } public static bool SetNx(string key,long time ,double expireMS) { if (redisClient.SetNx(key, time)) { if (expireMS > 0) redisClient.Expire(key, TimeSpan.FromMilliseconds(expireMS)); return true; } return false; } public static bool Remove(string key) { return redisClient.Del(key) > 0; }

上面的代码中value的值我们使用时间戳,不是一个固定的值了,至少能保证你删除的key确实是你自己的,所以,建议大家在设value的值时,不要设置一个固定的值,最好是随机的。但是这样写虽然解决了问题一,但是这种写法还是存在一定的风险,虽然Redis是单线程的并且setnx、expire是原子操作,但是先setnx再expire就不是原子操作了!!!我们要考虑多线程环境和容器部署时多实例环境等等,那这样的写法就会出现问题。

比如:现在有A、B两台服务器在跑这个应用,当A台应用跑到:setnx成功但是还没有设置过期时间的时候,突然重启服务,这个时候在分布式环境中就会发生死锁的问题,因为你没有设置过期时间。

下面我们通过调试来展示死锁的场景:

A应用:在执行到setnx成功但是在执行expire之前宕机了,此时的Redis已经有数据了,但是没有过期时间

详解ASP.Net Core 中如何借助CSRedis实现一个安全高效

B应用:运行正常

但是B应用就会一直获取不到锁,导致死锁。

详解ASP.Net Core 中如何借助CSRedis实现一个安全高效

所以上面在获取锁的逻辑还是有问题的,为了解决这个问题,我们采用下面的方式来处理。

三、使用Redis实现分布式锁版本二:双重防死锁

流程图:

详解ASP.Net Core 中如何借助CSRedis实现一个安全高效

C#代码实现:

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