modify: 排他锁

src/chongming_cache/__init__.py

@@ -1,6 +1,14 @@
 from chongming_cache.backends import CacheBackend, DiskBackend, RedisBackend
 from chongming_cache.cache import Cache
+from chongming_cache.lock import DistributedLock
 
 __version__ = "0.1.0"
 
-__all__ = ["Cache", "CacheBackend", "DiskBackend", "RedisBackend", "__version__"]
+__all__ = [
+    "Cache",
+    "CacheBackend",
+    "DiskBackend",
+    "RedisBackend",
+    "DistributedLock",
+    "__version__",
+]

src/chongming_cache/backends/base.py

@@ -49,6 +49,14 @@ class CacheBackend(ABC):
     def set(self, key, value, expire: float | None = None) -> None:
         """写入，可带 TTL（秒）。"""
 
+    @abstractmethod
+    def set_nx(self, key, value, expire: float | None = None) -> bool:
+        """仅当 key 不存在时写入（SET NX 语义），可带 TTL（秒）。
+
+        返回 True 表示本次写入成功（此前不存在）；返回 False 表示 key 已存在，未覆盖。
+        实现必须保持原子性，用于构建分布式排他锁。
+        """
+
     @abstractmethod
     def touch(self, key, expire: float | None = None) -> bool:
         """刷新 key 的 TTL，返回是否命中（未命中返回 False）。"""

src/chongming_cache/backends/disk.py

@@ -47,6 +47,10 @@ class DiskBackend(CacheBackend):
     def set(self, key, value, expire: float | None = None) -> None:
         self._cache.set(key, value, expire=expire)
 
+    def set_nx(self, key, value, expire: float | None = None) -> bool:
+        # diskcache.add 仅在 key 不存在时写入，返回是否成功（SET NX 语义）且进程安全
+        return bool(self._cache.add(key, value, expire=expire))
+
     def touch(self, key, expire: float | None = None) -> bool:
         return self._cache.touch(key, expire=expire)
 

src/chongming_cache/backends/redis_.py

@@ -100,6 +100,17 @@ class RedisBackend(CacheBackend):
     def set(self, key, value, expire: float | None = None) -> None:
         self._redis.set(self._key(key), pickle.dumps(value), ex=expire)
 
+    def set_nx(self, key, value, expire: float | None = None) -> bool:
+        # redis SET key val NX EX ttl：原子地仅在不存在时写入，用于分布式锁
+        return bool(
+            self._redis.set(
+                self._key(key),
+                pickle.dumps(value),
+                ex=expire,
+                nx=True,
+            )
+        )
+
     def touch(self, key, expire: float | None = None) -> bool:
         # expire=None 时 redis-py 发 PERSIST（永久），与 diskcache.touch 语义一致
         return bool(self._redis.expire(self._key(key), expire))

src/chongming_cache/lock.py

@@ -0,0 +1,93 @@
+"""基于缓存的分布式排他锁（租约 + 续约）。
+
+利用后端提供的 ``set_nx`` 原子原语实现跨进程/跨主机的排他锁：
+
+- ``acquire``（SET NX）保证全局只有一方成功，key 带 TTL 租约，防止持有方宕机导致死锁。
+- 持有方通过后台任务定期 ``touch`` 续约；续约前先校验 token，避免误续别人抢到的锁。
+- ``release`` 同样先校验 token，仅当仍是自己持有时才删除，杜绝误删他人锁。
+
+适用后端：
+- ``redis``：真正的跨主机共享，多实例部署的推荐后端。
+- ``diskcache``：进程安全（SQLite），可在单机多进程/共享卷场景使用，不可跨无共享文件系统的主机。
+"""
+
+import asyncio
+import os
+import socket
+import uuid
+from typing import Any
+
+from chongming_cache.cache import Cache
+
+
+class DistributedLock:
+    """租约式分布式排他锁，基于集群共享缓存。
+
+    Args:
+        cache: ``chongming_cache.Cache`` 实例（后端可为 redis 或 diskcache）。
+        key: 锁标识（会被后端前缀命名空间隔离）。
+        token: 持锁者标识；缺省生成本机唯一 token。
+        ttl: 租约有效期（秒），期间未续约则锁自动失效。
+        renew_interval: 续约周期（秒），须小于 ttl。
+    """
+
+    def __init__(
+        self,
+        cache: Cache,
+        key: str,
+        token: Any | None = None,
+        ttl: float = 30.0,
+        renew_interval: float = 10.0,
+    ):
+        self._cache = cache
+        self._key = key
+        self._token = token if token is not None else self._new_token()
+        self._ttl = ttl
+        self._renew_interval = min(renew_interval, ttl / 2)
+        self._renew_task: asyncio.Task | None = None
+
+    @staticmethod
+    def _new_token() -> str:
+        return f"{socket.gethostname()}:{os.getpid()}:{uuid.uuid4().hex}"
+
+    @property
+    def token(self) -> Any:
+        return self._token
+
+    def acquire(self) -> bool:
+        """尝试获取锁。成功（全局唯一持有者）返回 True，否则返回 False。"""
+        return bool(self._cache.backend.set_nx(self._key, self._token, expire=self._ttl))
+
+    def _holding(self) -> bool:
+        return self._cache.get(self._key, None) == self._token
+
+    def start(self) -> None:
+        """获取成功后启动后台续约；已启动则忽略。"""
+        if self._renew_task is None:
+            self._renew_task = asyncio.create_task(self._renew_loop())
+
+    async def _renew_loop(self):
+        while True:
+            try:
+                await asyncio.sleep(self._renew_interval)
+            except asyncio.CancelledError:
+                return
+            # 仅在自己仍持有（token 匹配）时续约；锁已丢失则停止续约
+            if not self._holding():
+                return
+            self._cache.touch(self._key, self._ttl)
+
+    async def stop(self) -> None:
+        """取消后台续约任务。"""
+        if self._renew_task is not None:
+            self._renew_task.cancel()
+            try:
+                await self._renew_task
+            except (asyncio.CancelledError, Exception):
+                pass
+            self._renew_task = None
+
+    def release(self) -> None:
+        """受保护释放：仅当仍由本 token 持有时才删除锁。"""
+        if self._holding():
+            self._cache.delete(self._key)