0-3分钟：课程目标与引入

目标
通过本课程，将掌握：

1. Redis分布式锁的核心原理：理解SETNX、Redisson等实现方式及其适用场景。
2. 锁的安全性与可靠性：解决锁误删、死锁、锁续期等问题，确保高并发下的资源安全。
3. 典型应用案例：通过秒杀库存扣减场景，实践分布式锁的完整流程。

实际意义
分布式锁是解决多节点、多线程资源竞争问题的关键技术，适用于秒杀、订单处理、数据一致性保障等高并发场景。Redis因其高性能和原子性操作，成为实现分布式锁的主流方案。

3-15分钟：Redis分布式锁原理详解

1. 基于SETNX的简单锁

• 实现逻辑：
  • 加锁：SET key unique_value NX EX 30（原子性设置键值并设置过期时间）。
  • 解锁：通过Lua脚本验证锁归属后删除（避免误删他人锁）。
• 代码示例：

  // 加锁
  Boolean locked = redisTemplate.opsForValue()
      .setIfAbsent("lock:order_123", "client1", 30, TimeUnit.SECONDS);
  
  // 解锁（Lua脚本）
  String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
  redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<>(script, Long.class), 
      Collections.singletonList("lock:order_123"), "client1");
  

• 缺陷：
  • 锁续期困难（需额外线程续期）。
  • 非可重入锁（同一线程重复获取需特殊处理）。

2. Redisson分布式锁

• 核心机制：
  • 看门狗（Watchdog）：后台线程自动续期锁（默认30秒续期至1/3时间）。
  • 可重入锁：支持同一线程多次加锁，通过计数器实现。
• 代码示例：

  RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order_123");
  try {
      if (lock.tryLock(10, 30, TimeUnit.SECONDS)) { // 等待10秒，锁持有30秒
          // 执行业务逻辑
      }
  } finally {
      lock.unlock();
  }
  

15-25分钟：典型应用案例——秒杀库存扣减

1. 场景分析

• 问题：高并发下超卖（库存扣减至负数）。
• 解决思路：通过分布式锁确保扣减操作的原子性。

2. 代码实现

• 库存服务类：

  @Service
  public class StockService {
      @Autowired
      private RedissonClient redissonClient;
      @Autowired
      private StringRedisTemplate redisTemplate;
  
      public boolean deductStock(String productId) {
          RLock lock = redissonClient.getLock("lock:stock:" + productId);
          try {
              if (lock.tryLock(5, 30, TimeUnit.SECONDS)) {
                  int stock = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get("stock:" + productId));
                  if (stock > 0) {
                      redisTemplate.opsForValue().decrement("stock:" + productId);
                      return true;
                  }
              }
              return false;
          } finally {
              lock.unlock();
          }
      }
  }
  

3. 测试验证

• 使用JMeter模拟并发请求：
  • 初始库存100，模拟1000个并发请求，验证最终库存是否为0。
  • 观察日志是否出现超卖或死锁问题。

25-28分钟：优化与问题解决方案

1. 锁的细粒度优化

• 分段锁：将库存拆分为多个段（如stock:1001_segment1、stock:1001_segment2），降低锁竞争。

2. 高可用方案

• RedLock算法：在Redis集群模式下，需向多数节点获取锁（需权衡一致性与性能）。
• 争议点：Redis作者与分布式系统专家对RedLock的争议（推荐优先使用单节点锁+故障转移）。

28-30分钟：总结与练习

课程总结

• 核心原则：
  • 原子性：加锁、解锁操作必须原子（Lua脚本或Redisson）。
  • 容错性：锁自动释放（过期时间）与客户端唯一标识。
• 选型建议：优先使用Redisson，避免手动实现锁的复杂性。

练习题

1. 基础实现：使用SETNX和Lua脚本实现一个简单的分布式锁，并测试多线程并发场景。
2. Redisson实践：在Spring Boot项目中集成Redisson，为订单创建接口添加分布式锁。
3. 问题复现：故意移除锁的过期时间，模拟死锁场景，观察系统行为。

拓展学习推荐

1. 官方文档：
   • Redis分布式锁规范
   • Redisson锁实现原理
2. 书籍：《数据密集型应用系统设计》第9章（分布式事务与锁）。
3. 高级主题：
   • 对比ZooKeeper与Redis的分布式锁优缺点。
   • 研究Seata框架的AT模式如何解决分布式事务。

通过本课程，可深入理解Redis分布式锁的实现细节，并具备在高并发场景下保障数据一致性的实战能力。