redis 分布式锁面试要点

一、基础概念类

Q1：什么是分布式锁？为什么需要？

• 分布式环境下，多个进程/节点互斥访问共享资源。

• 单机锁（synchronized、ReentrantLock）只在单 JVM 有效。

• 分布式锁保证跨节点互斥。

• 场景：库存扣减、订单防重、定时任务防重复执行。

Q2：分布式锁有哪些实现方式？

Q3：分布式锁要满足哪些条件？

1. 互斥：同一时刻只有一个持有者。

2. 防死锁：持有者挂了锁能释放，需过期时间。

3. 防误删：只能删自己的锁。

4. 可重入（可选）：同一线程可重复获取。

5. 高可用：锁服务不能单点。

二、SETNX 基础实现类

Q4：怎么用 Redis 实现分布式锁？

SET lock_key unique_value NX EX 30

• NX：key 不存在才设置。

• EX 30：30 秒过期，防死锁。

• unique_value：唯一标识，防误删。

Q5：为什么用 SET NX EX 而不是 SETNX + EXPIRE？

• SETNX + EXPIRE 两条命令非原子。

• 如果 SETNX 后宕机，EXPIRE 没执行，锁永不过期，死锁。

• SET NX EX 一条命令原子完成。

• 这是必须用 SET 的原因。

Q6：value 为什么用唯一标识？

• 防止误删别人的锁。

• 场景：A 持锁，超时释放，B 拿到锁，A 执行完删锁，删了 B 的锁。

• value 存 UUID + 线程 ID，删除前校验。

Q7：怎么正确删锁？

用 Lua 脚本保证原子性：

if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call('del', KEYS[1])
else
    return 0
end

• 先校验 value 是否是自己，再删。

• 校验和删除必须原子，否则仍有误删窗口。

Q8：为什么删锁要用 Lua？

• GET + DEL 两条命令非原子。

• 中间可能锁过期、别人拿到锁，导致误删。

• Lua 在 Redis 中原子执行，避免窗口。

Q9：锁过期了业务没执行完怎么办？

• 需要锁续期（看门狗）。

• 后台线程定期检查，业务没完就延长 TTL。

• Redisson 的看门狗默认每 10 秒续期到 30 秒。

Q10：锁的过期时间怎么设？

• 要大于业务执行时间。

• 太短：业务没完锁就释放，并发问题。

• 太长：持有者挂了，其他等待久。

• 配合续期机制更稳。

三、Redisson 类

Q11：Redisson 是什么？

• Java 的 Redis 客户端，封装了分布式锁。

• 提供 RLock，支持可重入、自动续期、阻塞等待。

• 底层用 Lua 脚本保证原子性。

Q12：Redisson 的可重入怎么实现？

• 用 Hash 结构存锁：key -> {uuid:threadId -> count}。

• 同一线程再次加锁，count + 1。

• 释放时 count - 1，减到 0 才删 key。

• 用 Lua 保证原子。

Q13：Redisson 的看门狗是什么？

• 加锁成功后，启动后台线程定时续期。

• 默认 lockWatchdogTimeout=30s，每 10s 续到 30s。

• 业务没完就不断续期。

• 业务结束或宕机，不再续期，锁自动过期。

Q14：看门狗在什么情况下不生效？

• 用 lock() 无参才启用看门狗。

• 用 lock(10, TimeUnit.SECONDS) 指定时间，不启用看门狗。

• 需手动处理续期或确保业务在 TTL 内完成。

Q15：Redisson 加锁流程？

1. 用 Lua 脚本尝试 HSET 锁，设置 TTL。

2. 成功则返回，启动看门狗。

3. 失败则订阅锁释放消息，等待重试。

4. 释放时减 count，为 0 删 key，发布消息唤醒等待者。

Q16：Redisson 怎么处理锁等待？

• 用 Redis 的 Pub/Sub，锁释放时通知等待者。

• 避免轮询，减少无效请求。

• 等待超时可配。

四、Redlock 类

Q17：什么是 Redlock？

• Redis 作者提出的多节点分布式锁算法。

• 部署 N 个独立 Redis 主节点（通常 5 个）。

• 客户端依次向所有节点加锁。

• 多数派成功且总耗时小于锁有效期，才算加锁成功。

Q18：Redlock 的加锁流程？

1. 记录开始时间。

2. 依次向 N 个节点用相同 key/value 加锁，设超时。

3. 如果多数派（N/2+1）成功，且总耗时 < 锁 TTL，则成功。

4. 否则向所有节点解锁，重试。

Q19：Redlock 有什么争议？

• Martin Kleppmann 质疑：

  • 依赖系统时钟，时钟漂移可能破坏互斥。

  • 没有 fencing token，GC 停顿可能导致旧持有者仍写。

• Redis 作者 Antirez 反驳：

  • 时钟漂移可用漂移因子处理。

  • 不是所有场景都需要 fencing。

• 结论：Redlock 有争议，强一致场景慎用。

Q20：什么是 fencing token？

• 每次加锁生成递增的 token。

• 写资源时带上 token，存储端拒绝旧 token。

• 解决“锁过期但旧持有者仍在写”的问题。

• Redlock 本身不提供，需自行实现。

Q21：Redlock 和单节点锁怎么选？

• 单节点：简单，但 Redis 挂了锁不可用。

• 主从 + 哨兵：故障转移可能丢锁。

• Redlock：多节点，但复杂且有争议。

• 一般业务用 Redisson 单节点/哨兵即可，强一致用 ZooKeeper/etcd。

Q22：主从架构下锁会丢吗？

• 会。主库加锁后未同步，主库挂了，从库提升，锁丢失。

• 其他客户端可再次加锁，互斥被破坏。

• Redlock 或 WAIT 可缓解。

五、常见问题与坑类

Q23：锁超时导致并发问题怎么解决？

• 看门狗续期。

• 业务异步化，快速释放锁。

• fencing token 兜底。

• 评估业务执行时间，合理设 TTL。

Q24：Redis 主从切换锁丢失怎么办？

• 用 Redlock。

• 加锁后 WAIT 等从库确认。

• 强一致用 ZooKeeper/etcd。

• 业务层幂等兜底。

Q25：分布式锁能保证绝对互斥吗？

• 不能绝对。

• 网络分区、时钟漂移、GC 停顿都可能导致。

• 要配合幂等、fencing token。

• 锁是减少并发，不是绝对安全。

Q26：锁等待怎么实现？

• 轮询：简单但浪费。

• Pub/Sub：Redisson 用，锁释放通知。

• 阻塞队列：本地等待。

Q27：公平锁怎么实现？

• Redisson 支持 RedissonFairLock。

• 用有序集合记录等待顺序。

• 按顺序获取锁。

• 性能低于非公平锁。

Q28：读写锁怎么实现？

• Redisson RReadWriteLock。

• 读锁共享，写锁互斥。

• 用 Hash 记录读锁和写锁状态。

Q29：锁的 key 怎么设计？

• 按资源命名，如 lock:order:123。

• 加业务前缀，避免冲突。

• 不要用固定 key，否则所有请求竞争一把锁。

Q30：锁的 value 怎么设计？

• UUID:threadId，标识持有者。

• 支持可重入和误删校验。

• 不要用固定值。

六、实战与选型类

Q31：Redisson 和手写 SETNX 怎么选？

• 生产用 Redisson：可重入、续期、等待、成熟。

• 手写适合简单场景，但要注意原子性和误删。

• 不要重复造轮子。

Q32：Redis 锁和 ZooKeeper 锁怎么选？

Q33：库存扣减用分布式锁合适吗？

• 可以，但性能差。

• 更好用 Redis 原子操作（DECR）或 Lua。

• 或数据库乐观锁。

• 锁是兜底，不是首选。

Q34：分布式锁和幂等的关系？

• 锁防并发，幂等防重复。

• 锁可能失效，幂等兜底。

• 重要操作两者都要。

Q35：怎么测试分布式锁？

• 并发压测，验证互斥。

• 模拟锁超时、主从切换。

• 验证误删、死锁。

• 监控锁等待和超时。

七、高频陷阱题

Q36：SETNX 成功后宕机，锁会死吗？

• 如果只 SETNX 没 EXPIRE，会死锁。

• 用 SET NX EX 原子设置，不会。

• 所以必须用 SET。

Q37：锁过期后业务还在执行，会怎样？

• 其他客户端可获取锁，并发执行。

• 可能导致数据不一致。

• 解决：续期、fencing token、幂等。

Q38：DEL 锁时没校验 value 会怎样？

• 可能删别人的锁。

• A 超时释放，B 拿锁，A 删了 B 的锁。

• 必须 Lua 校验 value。

Q39：Redlock 能保证强一致吗？

• 不能绝对。有时钟漂移、GC 问题。

• 争议较大。

• 强一致用 ZooKeeper/etcd。

Q40：看门狗一直续期会死锁吗？

• 客户端宕机，看门狗停止，锁到期释放。

• 不会死锁。

• 但客户端假死（GC 停顿）可能续期，业务却没执行。

Q41：Redis 锁能重入吗？

• 原生 SET NX 不能。

• Redisson 用 Hash 实现可重入。

• 手写要自己维护 count。

Q42：锁的 TTL 设为 -1 会怎样？

• 永不过期，持有者挂了就死锁。

• 必须设正数 TTL。

• 配合续期。