探索Redis锁机制实现分布式环境的安全保障（什么是redis锁机制）

探索Redis锁机制：实现分布式环境的安全保障

分布式环境一般由多台客户端来对同一个资源进行独占操作，这类环境一般需要一种机制来控制客户端对资源的互斥访问，以此达到资源的受保护或完整性。这就是锁机制的作用。

Redis作为一种非常实用的内存数据库，具有高可用特性，十分受到开发者的青睐。但由于Redis中不具备明确的锁机制，因此对于对分布式环境实现安全保障存在一定困难。

但 Redis具有两个类似锁机制的功能：SETNX（Set if Not Exists）和BLPOP（Block List Pop）。

SETNX功能：若key不存在，则 SETNX 将key的值设为value， 并返回1； 若 key 已经存在，则 SETNX 不做任何操作，并返回0。

BLPOP功能：将列表的第一个值取出压入给定key的另外一个列表中，如果列表没有值，那么调用此命令的客户端会被阻塞一段时间，直到有一个值出现或者给定的时间到了。

因此，为了实现Redis分布式环境的安全保护，可以基于以上两个功能来实现一种适用于Redis的分布式锁，大致流程如下：

1. 客户端把Key作为某种唯一标识

2. 客户端调用SETNX功能，让Redis设置对应Key的Value为locked。

3. 客户端收到返回值，如果是1，则获取到一个独占其它客户端的锁。

4. 如果客户端收到返回值为0，表示此锁已经被其他客户端获取，则需要通过BLPOP功能，阻塞线程，等待被唤醒。

5. 客户端使用完毕后调用DEL删除该Key，以释放锁。

以上是实现分布式环境安全保护，使用Redis实现的锁机制的一般流程，也即通过SETNX和BLPOP实现一个带超时释放功能的分布式锁。上述实现代码示例如下：

def get_lock(conn, lockname, acquire_timeout=10):
    ident = str(uuid.uuid4())                    #生成随机的id
    end = time.time() + acquire_timeout
    lockname = 'lock:' + lockname
    while time.time() 
        if conn.setnx(lockname, ident):          #SETNX：若key不存在，则设置key的值为value
            return ident
        elif not conn.ttl(lockname):             #若key存在，先检查是否设置了超时
            conn.expire(lockname, acquire_timeout)
        time.sleep(.001)                         #进行0.001秒的睡眠
    return False
def release_lock(conn, lockname, ident):
    lockname = 'lock:' + lockname
    pipe = conn.pipeline(True)
    while True:
        try:
            pipe.watch(lockname)
            if pipe.get(lockname) == ident:      #检查锁是否已被其他客户端修改
                pipe.multi()
                pipe.delete(lockname)
                pipe.execute()
                return True
            pipe.unwatch()
            break
        except redis.exceptions.WatchError:
            pass
    return False

经过以上实践，我们可以发现，基于Redis的锁机制可以用来实现分布式环境的安全保障，有效地保障资源的受保护或完整性，满足客户端控制并发操作的特殊需求。