Redis ile distributed lock nasıl uygulanır? Hangi riskleri vardır ve fencing token neden gereklidir?

Birden fazla instance'ın aynı kaynağa (ör. aynı cron işini çalıştırmak, aynı kullanıcı için tek ödeme işlemi) aynı anda erişmesini engellemek için distributed lock kullanılır. Redis'te temel uygulama tek komuttur:

SET lock:invoice:42 <rastgele-token> NX PX 30000

• NX: key yoksa yaz (kilidi yalnızca bir istemci alır).
• PX 30000: 30 sn TTL; kilidi alan process çökerse kilit sonsuza kadar kalmaz.
• Rastgele token: kilidi yalnızca sahibi bırakabilsin diye.

Bırakırken kontrol ve silme atomik olmalı, bu yüzden Lua script kullanılır:

if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("DEL", KEYS[1])
else
    return 0
end

Token kontrolü olmadan DEL yaparsanız: A'nın kilidi TTL ile düşmüş, B almış olabilir; A işini bitirip DEL yapınca B'nin kilidini siler.

Riskler

• TTL işten kısa kalırsa: uzun GC pause, ağ gecikmesi veya yavaş işlem nedeniyle kilit süresi dolar, ikinci process kilidi alır ve iki process aynı anda çalışır. Kilidi periyodik uzatmak (watchdog, Redisson bunu yapar) riski azaltır ama ortadan kaldırmaz.
• Failover: Redis primary kilidi replica'ya aktarmadan çökerse, yeni primary'de kilit yoktur. Redlock algoritması (N bağımsız Redis node'unun çoğunluğundan kilit alma) bunu hedefler, ancak zamanlama varsayımları nedeniyle tartışmalıdır (Martin Kleppmann'ın eleştirisi).

Fencing token

Doğruluk kritikse kilit tek başına yetmez. Her kilit alınışında monoton artan bir numara (fencing token) verilir ve korunan kaynak (DB, depolama) daha eski bir token'la gelen yazmayı reddeder.

UPDATE invoices
SET status = 'SENT', lock_token = 34
WHERE id = 42 AND lock_token < 34;   -- eski token'lı geç kalan yazma etkisiz kalır

Ne zaman ne kullanılmalı?

• Verimlilik için (aynı işi iki kez yapmamak, tekrar zararsız): tek node Redis SET NX PX yeterlidir.
• Doğruluk için (iki kez olursa veri bozulur): fencing token, veritabanı seviyesinde kilit (SELECT ... FOR UPDATE, PostgreSQL advisory lock) veya consensus tabanlı sistemler (etcd, ZooKeeper).