SETNX命令简介
命令格式
SETNX key value
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的简写。
返回值
返回整数，具体为
- 1，当 key 的值被设置
- 0，当 key 的值没被设置
例子
redis> SETNX mykey “hello”
(integer) 1
redis> SETNX mykey “hello”
(integer) 0
redis> GET mykey
“hello”
redis>
使用SETNX实现分布式锁
多个进程执行以下Redis命令：
SETNX lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1>
如果 SETNX 返回1，说明该进程获得锁，SETNX将键 lock.foo 的值设置为锁的超时时间（当前时间 + 锁的有效时间）。
如果 SETNX 返回0，说明其他进程已经获得了锁，进程不能进入临界区。进程可以在一个循环中不断地尝试 SETNX 操作，以获得锁。
解决死锁
考虑一种情况，如果进程获得锁后，断开了与 Redis 的连接（可能是进程挂掉，或者网络中断），如果没有有效的释放锁的机制，那么其他进程都会处于一直等待的状态，即出现“死锁”。
上面在使用 SETNX 获得锁时，我们将键 lock.foo 的值设置为锁的有效时间，进程获得锁后，其他进程还会不断的检测锁是否已超时，如果超时，那么等待的进程也将有机会获得锁。
然而，锁超时时，我们不能简单地使用 DEL 命令删除键 lock.foo 以释放锁。考虑以下情况，进程P1已经首先获得了锁 lock.foo，然后进程P1挂掉了。进程P2，P3正在不断地检测锁是否已释放或者已超时，执行流程如下：
- P2和P3进程读取键 lock.foo 的值，检测锁是否已超时（通过比较当前时间和键 lock.foo 的值来判断是否超时）
- P2和P3进程发现锁 lock.foo 已超时
- P2执行 DEL lock.foo命令
- P2执行 SETNX lock.foo命令，并返回1，即P2获得锁
- P3执行 DEL lock.foo命令将P2刚刚设置的键 lock.foo 删除（这步是由于P3刚才已检测到锁已超时）
- P3执行 SETNX lock.foo命令，并返回1，即P3获得锁
- P2和P3同时获得了锁
从上面的情况可以得知，在检测到锁超时后，进程不能直接简单地执行 DEL 删除键的操作以获得锁。
为了解决上述算法可能出现的多个进程同时获得锁的问题，我们再来看以下的算法。
我们同样假设进程P1已经首先获得了锁 lock.foo，然后进程P1挂掉了。接下来的情况：
- 进程P4执行 SETNX lock.foo 以尝试获取锁
- 由于进程P1已获得了锁，所以P4执行 SETNX lock.foo 返回0，即获取锁失败
- P4执行 GET lock.foo 来检测锁是否已超时，如果没超时，则等待一段时间，再次检测
- 如果P4检测到锁已超时，即当前的时间大于键 lock.foo 的值，P4会执行以下操作
GETSET lock.foo <current Unix timestamp + lock timeout + 1> - 由于 GETSET 操作在设置键的值的同时，还会返回键的旧值，通过比较键 lock.foo 的旧值是否小于当前时间，可以判断进程是否已获得锁
- 假如另一个进程P5也检测到锁已超时，并在P4之前执行了 GETSET 操作，那么P4的 GETSET 操作返回的是一个大于当前时间的时间戳，这样P4就不会获得锁而继续等待。注意到，即使P4接下来将键 lock.foo 的值设置了比P5设置的更大的值也没影响。
另外，值得注意的是，在进程释放锁，即执行 DEL lock.foo 操作前，需要先判断锁是否已超时。如果锁已超时，那么锁可能已由其他进程获得，这时直接执行 DEL lock.foo 操作会导致把其他进程已获得的锁释放掉。
直接上代码跟大家解释：
/**
* Redis分布式锁（这种方式服务器时间一定要同步，否则会出问题）
* <p>
* 执行步骤
* 1. setnx(lockkey, 当前时间+过期超时时间) ，如果返回1，则获取锁成功；如果返回0则没有获取到锁，转向2。
* <p>
* 2. get(lockkey)获取值oldExpireTime ，并将这个value值与当前的系统时间进行比较，如果小于当前系统时间，则认为这个锁已经超时，可以允许别的请求重新获取，转向3。
* <p>
* 3. 计算newExpireTime=当前时间+过期超时时间，然后getset(lockkey, newExpireTime) 会返回当前lockkey的值currentExpireTime。
* <p>
* 4. 判断currentExpireTime与oldExpireTime 是否相等，如果相等，说明当前getset设置成功，获取到了锁。如果不相等，说明这个锁又被别的请求获取走了，那么当前请求可以直接返回失败，或者继续重试。
* <p>
* 5. 在获取到锁之后，当前线程可以开始自己的业务处理，当处理完毕后，比较自己的处理时间和对于锁设置的超时时间，如果小于锁设置的超时时间，则直接执行delete释放锁；如果大于锁设置的超时时间，则不需要再锁进行处理。
*
* @author fanglingxiao
*/
public class RedisLock {
/**
* 默认请求锁的超时时间(ms 毫秒)
*/
private static final long TIME_OUT = 100;
/**
* 默认锁的有效时间(s)
*/
public static final int EXPIRE = 60;
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisLock.class);
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
/**
* 锁标志对应的key
*/
private String lockKey;
/**
* 锁的有效时间(s)
*/
private int expireTime = EXPIRE;
/**
* 请求锁的超时时间(ms)
*/
private long timeOut = TIME_OUT;
/**
* 锁的有效时间
*/
private long expires = 0;
/**
* 锁标记
*/
private volatile boolean locked = false;
final Random random = new Random();
/**
* 使用默认的锁过期时间和请求锁的超时时间
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
*/
public RedisLock(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate, String lockKey) {
if (Strings.isNullOrEmpty(lockKey)) {
throw new IllegalArgumentException("lockKey invalid.");
}
this.redisTemplate = redisTemplate;
this.lockKey = lockKey + "_lock";
}
/**
* 使用默认的请求锁的超时时间，指定锁的过期时间
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
* @param expireTime 锁的过期时间(单位：秒)
*/
public RedisLock(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate, String lockKey, int expireTime) {
this(redisTemplate, lockKey);
this.expireTime = expireTime;
}
/**
* 使用默认的锁的过期时间，指定请求锁的超时时间
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
* @param timeOut 请求锁的超时时间(单位：毫秒)
*/
public RedisLock(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate, String lockKey, long timeOut) {
this(redisTemplate, lockKey);
this.timeOut = timeOut;
}
/**
* 锁的过期时间和请求锁的超时时间都是用指定的值
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
* @param expireTime 锁的过期时间(单位：秒)
* @param timeOut 请求锁的超时时间(单位：毫秒)
*/
public RedisLock(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate, String lockKey, int expireTime, long timeOut) {
this(redisTemplate, lockKey, expireTime);
this.timeOut = timeOut;
}
/**
* @return 获取锁的key
*/
public String getLockKey() {
return lockKey;
}
/**
* 获得 tryLock.
* 实现思路: 主要是使用了redis 的setnx命令,缓存了锁.
* reids缓存的key是锁的key,所有的共享, value是锁的到期时间(注意:这里把过期时间放在value了,没有时间上设置其超时时间)
* 执行过程:
* 1.通过setnx尝试设置某个key的值,成功(当前没有这个锁)则返回,成功获得锁
* 2.锁已经存在则获取锁的到期时间,和当前时间比较,超时的话,则设置新的值
*
* @return true if tryLock is acquired, false acquire timeouted
* @throws InterruptedException in case of thread interruption
*/
public boolean tryLock() {
if (Strings.isNullOrEmpty(lockKey)) {
throw new IllegalArgumentException("lockKey invalid.");
}
// 请求锁超时时间，纳秒
long timeout = timeOut * 1000000;
// 系统当前时间，纳秒
long nowTime = System.nanoTime();
while ((System.nanoTime() - nowTime) < timeout) {
// 分布式服务器有时差，这里给1秒的误差值
expires = System.currentTimeMillis() + expireTime * 1000 + 1000;
//锁到期时间
String expiresStr = String.valueOf(expires);
Boolean r = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, expiresStr);
if (r != null && r) {
locked = true;
// 设置锁的有效期，也是锁的自动释放时间，也是一个客户端在其他客户端能抢占锁之前可以执行任务的时间
// 可以防止因异常情况无法释放锁而造成死锁情况的发生
redisTemplate.expire(lockKey, expireTime, TimeUnit.SECONDS);
// 上锁成功结束请求
return true;
}
//redis里的时间
String currentValueStr = (String) redisTemplate.opsForValue().get(lockKey);
if (currentValueStr != null && Long.parseLong(currentValueStr) < System.currentTimeMillis()) {
//判断是否为空，不为空的情况下，如果被其他线程设置了值，则第二个条件判断是过不去的
// tryLock is expired
String oldValueStr = (String) redisTemplate.opsForValue().getAndSet(lockKey, expiresStr);
//获取上一个锁到期时间，并设置现在的锁到期时间，
//只有一个线程才能获取上一个线上的设置时间，因为jedis.getSet是同步的
if (oldValueStr != null && oldValueStr.equals(currentValueStr)) {
//防止误删（覆盖，因为key是相同的）了他人的锁——这里达不到效果，这里值会被覆盖，但是因为什么相差了很少的时间，所以可以接受
//[分布式的情况下]:如过这个时候，多个线程恰好都到了这里，但是只有一个线程的设置值和当前值相同，他才有权利获取锁
// tryLock acquired
locked = true;
return true;
}
}
/*
延迟10 毫秒, 这里使用随机时间可能会好一点,可以防止饥饿进程的出现,即,当同时到达多个进程,
只会有一个进程获得锁,其他的都用同样的频率进行尝试,后面有来了一些进行,也以同样的频率申请锁,这将可能导致前面来的锁得不到满足.
使用随机的等待时间可以一定程度上保证公平性
*/
try {
Thread.sleep(50, random.nextInt(50000));
} catch (InterruptedException e) {
logger.error("获取分布式锁休眠被中断：", e);
}
}
return locked;
}
/**
* 解锁
*/
public void unlock() {
// 只有加锁成功并且锁还有效才去释放锁
if (locked && expires > System.currentTimeMillis()) {
redisTemplate.delete(lockKey);
locked = false;
}
}
public static <T> T lockDistributed(RedisLock locker, Callable<T> callable) {
checkNotNull(locker);
checkNotNull(callable);
try {
if (locker.tryLock()) {
return callable.call();
}
return null;
} catch (Exception e) {
logger.error("execute callable error", e);
return null;
} finally {
locker.unlock();
}
}
}主方法：
通过创建RedisLock的有参构造设置值，通过调用RedisLock的lockDistributed方法去执行tryLock()，当获取锁成功则调用callable的call()方法执行此次操作，最终释放锁。
public static void main(String[] args) {
RedisLock redisLock = new RedisLock(redisTemplate, "key", 5000L);
Integer r = RedisLock.lockDistributed(redisLock, () -> {
//...
return 0;
});
}