1. 前言
分布式锁是一个常见的分布式系统的特征，是多个节点访问共享资源时保证一致性的重要手段。在Redis中实现分布式锁是一种常见的做法，本文将介绍Redis是如何实现分布式锁的。
2. Redis分布式锁概述
Redis分布式锁的实现基于Redis的单线程机制（单线程模型），Redis在执行命令时是按顺序执行的，这种顺序是多个客户端发出的命令执行加锁操作时，只有一个客户端的操作能被执行，其他的客户端会被阻塞，这样就保证了加锁操作是原子性的。
3. 加锁操作的实现
3.1 SETNX命令
在Redis中，可以通过SETNX命令来实现分布式锁的加锁操作，SETNX是原子性的，可以保证只有一个客户端能够成功地执行这个命令，其他客户端得到的值都是0。因此，在实现分布式锁时，可以采用SETNX命令的返回值来判断加锁是否成功。
SETNX lock:key "value"
上述命令将执行一个原子性的操作，如果key不存在，则设置lock:key的值为value。如果key已经存在，则不做任何操作。客户端可以通过检查SETNX命令的返回值，来确定自己是否成功地获取锁。
3.2 设置失效时间
在使用SETNX命令加锁时，需要注意的是，如果在加锁之后，客户端崩溃或执行耗时较长的操作，在锁没有释放的情况下人为或非人为原因造成锁的长时间占用，就会导致死锁。因此，在使用分布式锁时，需要对锁设置一个超时时间。在Redis中，可以通过在设置锁的同时设置一个key的过期时间，来实现锁的自动释放。
SETNX lock:key "value"
EXPIRE lock:key timeout
上述命令将执行一个原子性的操作，如果key不存在，则设置lock:key的值为value,并将lock:key的过期时间设置为timeout。如果key已经存在，则不做任何操作。
3.3 解锁操作
在加锁之后，需要在适当的时候释放锁。Redis中可以通过DEL命令来删除一个key，从而释放锁。
DEL lock:key
4. Redis分布式锁的实现方式
在实际应用中，Redis分布式锁有多种实现方式。下面介绍三种实现方式。
4.1 基于SETNX和EXPIRE的简单实现
基于SETNX和EXPIRE的简单实现方法如下：
SETNX lock:key "value"
EXPIRE lock:key timeout
DEL lock:key
这种实现方式简单易懂，适用于锁的应用场景较简单的情况。但是，如果在设置过期时间之前，Redis进程崩溃了，锁没有被释放，就会导致死锁。
4.2 基于SET命令的实现
为了避免死锁的情况发生，可以使用基于SET命令的实现方式。实现方法如下：
SET lock:key "value" NX EX timeout
DEL lock:key
它也是通过SETNX命令来实现加锁的，但设置过期时间是通过EX参数来实现的，这种方式可以保证锁的原子性和过期时间的一致性。
4.3 基于RedLock算法的实现
RedLock算法是一种较为复杂的实现方式，它是利用多个Redis节点的资源来共同维护一把锁。该算法由Redis的作者Salvatore Sanfilippo提出，实现方法如下：
客户端获取当前时间戳timestamp1
timestamp1 = GET_CURRENT_TIMESTAMP()
客户端依次向多个Redis节点请求锁，并给锁设置一个相同的key和value，过期时间均为timeout。如果节点上已经有了相同的key和value，那么说明锁已经被其他客户端占用，客户端需要重新尝试获取锁。
计算获取锁的消耗时间。
elapsed_time = GET_CURRENT_TIMESTAMP() - timestamp1
如果锁的持有者在获取锁的消耗时间内已经将锁释放，那么获取锁成功；否则，客户端需要向已经获得锁的节点发送解锁命令。
如果客户端向大部分节点发送的解锁命令都成功了，那么该客户端就可以释放锁。
RedLock算法可以提高锁的安全性和稳定性。它需要对多个Redis节点进行操作，使用难度较大，但能满足较高的安全要求时，可考虑采用该算法。
5. 总结
Redis分布式锁是分布式系统中提供多倍强大的特性组件之一。基于Redis的单线程模型，可以使用SETNX命令来实现加锁。 对加锁的key设置过期时间，可以避免死锁。在实现分布式锁时，可以考虑使用SETNX和EXPIRE的简单实现方式和基于SET的加锁方式。当需要更高的锁安全时，可以考虑使用RedLock算法。