Redis怎么防止脏读和死锁，锁机制其实挺关键的，聊聊它是咋解决这些问题的

首先得弄明白什么是脏读和死锁,不然没法往下说，脏读，简单打个比方，就是你看到的数据是“不干净”的，你和朋友同时看银行账户余额，都是100元，然后你取走了50元，正在操作但还没最终确认的时候，你朋友也来取款，他看到的可能还是100元（脏数据），如果他基于这100元也取了50元，那银行就亏大了，这就是典型的脏读引发的数据错乱。

而死锁,就像两个人过独木桥，迎面走来，都卡在桥中间，每个人都要求对方先退回去让自己过，但谁也不让谁，结果就是大家都僵在那里，谁也动不了，在程序里，就是两个或多个操作互相等待对方释放锁，导致程序卡死。

Redis本身是一个单线程处理命令的内存数据库,这个特性帮它避免了很多麻烦，对于脏读，Redis有天然的“防御机制”，因为所有命令都是排着队一个一个执行的，绝对不会发生一个命令执行到一半，另一个命令插进来读到一个中间状态的数据，就像银行柜台只有一个窗口，业务必须办完一个再办下一个，后面的人看到的永远是前一个人办完后的最终结果，在单个Redis命令的执行层面，你不用担心脏读。

现实中的业务往往不是一条命令就能搞定的,比如那个经典的“秒杀”场景：先检查库存是否大于零，如果大于零，再减少库存，这需要两条命令，如果不用锁，成百上千的请求同时涌进来，可能所有请求在第一步检查库存时都看到还有货，然后都去执行减库存，结果库存就变成负数了，这显然不行，这时候，就需要引入锁机制来把这一系列操作变成一个不可分割的“原子操作”。

Redis最常用的锁就是SETNX命令（SET if Not eXists），它的逻辑很简单：我去设置一个键，如果这个键不存在，我就设置成功，相当于我拿到了锁；如果这个键已经存在，说明锁被别人拿走了，我就设置失败，得等着，拿到锁的人操作完后，再把这个键删掉（释放锁），其他人才能有机会拿到。

这个简单的锁会碰到几个大问题,搞不好就会导致死锁或者数据错误：

1. 死锁风险一：锁被永久持有，如果某个客户端拿到锁之后，还没来得及释放锁，自己就崩溃了或者网络断开了，那么这个锁就永远没人能删掉了，其他所有客户端都会永远拿不到锁，系统就瘫痪了，这就是个典型的死锁场景。
2. 解决之道：给锁加个“保质期”，这就是Redis官方后来推荐的用法：使用 SET key value NX PX milliseconds 命令，这条命令能原子性地完成“设置键（如果不存在）”和“设置过期时间”两个动作。SET lock:order123 userId1 NX PX 10000，意思是尝试获取锁lock:order123，如果成功，这个锁会在10秒后自动过期，这样，即使客户端崩溃，锁也会在10秒后自动释放，避免了永久死锁，这个方法是Redis作者Antirez在博客中多次强调的正确做法。
3. 死锁风险二：误删别人的锁，假设客户端A拿到锁，设置了10秒超时，但A的业务逻辑比较复杂，干了15秒还没干完，这时候锁因为到期自动释放了，客户端B趁机拿到了锁，紧接着，A终于干完活了，它去执行删除锁的操作，结果就是把B刚创建的锁给删掉了！这会导致锁机制完全失效。
4. 解决之道：给锁配上“指纹”，我们在设置锁的时候，value不要用简单的1或true，而是用一个唯一的值，比如UUID或者客户端ID，在删除锁之前，先检查一下这个锁的value是不是自己当初设置的那个，如果是，才能删；如果不是，说明锁已经不属于自己了，就不能删。“检查value”和“删除锁”这是两个操作，不是原子的，中间可能被打断，我们需要用Lua脚本来保证这两个操作的原子性，Redis支持Lua脚本，可以确保脚本里的命令被一次性、按顺序执行，不会被其他命令插入。

一个相对完善的Redis锁流程是这样的：

• 加锁：SET lock_key unique_value NX PX 30000 （用唯一值加锁，并设置30秒过期）
• 业务操作：执行需要受保护的代码。
• 解锁：通过Lua脚本执行 if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call("del", KEYS[1]) else return 0 end （先核对指纹，再删除）。

通过这套组合拳——SET NX PX命令避免永久死锁 + Lua脚本核对value避免误删——Redis就能构建出一个在分布式环境下比较安全的互斥锁，这个锁机制通常被称为Redlock算法思想的基础，不过Redlock是更复杂、用于跨多个Redis实例的场景，其基本精神是一致的：通过设置超时防止死锁，通过唯一标识保证锁的所有权。

Redis利用其单线程特性天然避免了单命令内的脏读,而对于复杂的业务逻辑，则通过精心设计的分布式锁（设置过期时间和使用唯一值验证）来将一系列操作“串行化”，从而防止并发下的脏读，同时通过锁的自动超时机制来有效避免死锁的发生。