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五、Redis企业实战 - 分布式锁

时间:2022-11-20 11:46:23浏览次数:71  
标签:实战 return name Redis PREFIX 线程 stringRedisTemplate 分布式

你们有随时可以打扰的人吗

利用Redis实现分布式锁

基本原理

分布式锁:满足分布式系统或集群模式下多进程可见并且互斥的锁。

分布式锁的核心思想:

就是让大家(集群中的所有机器)都使用同一把锁,只要大家使用的是同一把锁,那么我们就能锁住线程,不让线程进行,让程序串行执行,这就是分布式锁的核心思路。

满足条件

常见分布式锁

Redis分布式锁实现核心思路

利用redis 的setNx方法,当有多个线程进入时,就利用该方法,第一个线程进入时,redis 中就有这个key 了,返回了1,如果结果是1,则表示他抢到了锁,那么他去执行业务,然后再删除锁,退出锁逻辑,没有抢到锁的线程,等待一定时间后重试即可。

实现分布式锁时需要实现的两个基本方法:

  1. 获取锁

  2. 释放锁

实现分布式锁版本一

代码示例

ILock

/**
* @Description redis分布式锁实现
* @Author LH
* @Date 2022/11/18 15:15
**/
public interface ILock {

   /**
    * 尝试获取锁
    *
    * @param timeoutSec 锁持有的超时时间,过期后自动释放
    * @return true/false
    */
   boolean tryLock(long timeoutSec);

   /**
    * 释放锁
    */
   void unLock();
}

SimpleRedisLock

/**
* @Description redis分布式锁实现
* @Author LH
* @Date 2022/11/18 15:17
**/
public class SimpleRedisLock implements ILock {

   private String name;
   private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

   public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {
       this.name = name;
       this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
  }

   private static final String KEY_PREFIX = "lock:";

   @Override
   public boolean tryLock(long timeoutSec) {
       // 获取线程标识
       long threadId = Thread.currentThread().getId();
       // 获取锁
       Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId + "", timeoutSec, TimeUnit.MINUTES);

       return Boolean.TRUE.equals(success);
  }

   @Override
   public void unLock() {
       // 通过del删除锁
       stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
  }
}

修改业务代码

  @Override
   public Result seckillVoucherById(Long voucherId) {
       // 1. 查询优惠劵
       SeckillVoucher voucher = iSeckillVoucherService.getById(voucherId);
       // 2. 判断秒杀是否开始
       if (voucher.getBeginTime().isAfter(LocalDateTime.now())) {
           return Result.fail("秒杀尚未开始!");
      }
       // 3. 判断秒杀是否结束
       if (voucher.getEndTime().isBefore(LocalDateTime.now())) {
           return Result.fail("秒杀已经结束!");
      }
       // 4. 判断库存是否充足
       if (voucher.getStock() < 1) {
           return Result.fail("库存不足!");
      }
       Long userId = UserHolder.getUser().getId();
       // 创建锁对象
       SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate);
       // 获取锁对象
       boolean isLock = lock.tryLock(1200);
       // 加锁失败
       if (!isLock) {
           return Result.fail("不允许重复下单!");
      }
       try {
           // 获取代理对象(事务)
           IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
           return proxy.createVoucherOrder(voucherId, userId);
      } finally {
           // 释放锁
           lock.unLock();
      }
  }

Redis分布式锁误删情况

问题说明:

持有锁的线程在锁的内部出现了阻塞,导致他的锁自动释放,这时其他线程,线程2来尝试获得锁,就拿到了这把锁,然后线程2在持有锁执行过程中,线程1反应过来,继续执行,而线程1执行过程中,走到了删除锁逻辑,此时就会把本应该属于线程2的锁进行删除,这就是误删别人锁的情况说明。

解决方案:在每个线程释放锁的时候,去判断一下当前这把锁是否属于自己,如果属于自己,则不进行锁的删除,假设还是上边的情况,线程1卡顿,锁自动释放,线程2进入到锁的内部执行逻辑,此时线程1反应过来,然后删除锁,但是线程1,一看当前这把锁不是属于自己,于是不进行删除锁逻辑,当线程2走到删除锁逻辑时,如果没有卡过自动释放锁的时间点,则判断当前这把锁是属于自己的,于是删除这把锁。

解决Redis分布式锁误删

核心逻辑:在存入锁时,放入自己线程的标识,在删除锁时,判断当前这把锁的标识是不是自己存入的,如果是,则进行删除,如果不是,则不进行删除。

加锁、解锁代码修改

加锁

private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";
@Override
public boolean tryLock(long timeoutSec) {
  // 获取线程标示
  String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
  // 获取锁
  Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
              .setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
  return Boolean.TRUE.equals(success);
}

解锁

public void unlock() {
   // 获取线程标示
   String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
   // 获取锁中的标示
   String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);
   // 判断标示是否一致
   if(threadId.equals(id)) {
       // 释放锁
       stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
  }
}

分布式锁的原子性问题

线程1现在持有锁之后,在执行业务逻辑过程中,他正准备删除锁,而且已经走到了条件判断的过程中,比如他已经拿到了当前这把锁确实是属于他自己的,正准备删除锁,但是此时他的锁到期了,那么此时线程2进来,但是线程1他会接着往后执行,当他卡顿结束后,他直接就会执行删除锁那行代码,相当于条件判断并没有起到作用,这就是删锁时的原子性问题,之所以有这个问题,是因为线程1的拿锁,比锁,删锁,实际上并不是原子性的

Lua脚本解决多条命令原子性问题

Redis提供了Lua脚本功能,在一个脚本中编写多条Redis命令,确保多条命令执行时的原子性。Lua 教程 | 菜鸟教程

使用示例

要执行set name jack,则脚本是这样:

redis.call('set', 'name', 'jack')

要先执行set name Rose,再执行get name,则脚本如下:

# 先执行 set name jack
redis.call('set', 'name', 'Rose')
# 再执行 get name
local name = redis.call('get', 'name')
# 返回
return name

用Redis命令来调用脚本,调用脚本的常见命令如下:

调用脚本的常见命令如下:

要执行 redis.call('set', 'name', 'jack') 这个脚本,语法如下:

如果脚本中的key、value不想写死,可以作为参数传递。key类型参数会放入KEYS数组,其它参数会放入ARGV数组,在脚本中可以从KEYS和ARGV数组获取这些参数:

操作redis的拿锁比锁删锁的lua脚本:

-- 这里的 KEYS[1] 就是锁的key,这里的ARGV[1] 就是当前线程标示
-- 获取锁中的标示,判断是否与当前线程标示一致
if (redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1]) then
 -- 一致,则删除锁
 return redis.call('DEL', KEYS[1])
end
-- 不一致,则直接返回
return 0

利用Java代码调用Lua脚本改造分布式锁

RedisTemplate中,可以利用execute方法去执行lua脚本,参数对应关系就如下图

代码修改

private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;
   static {
       UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();
       UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua"));
       UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class);
  }

   @Override
   public void unlock() {
       // 调用lua脚本
       stringRedisTemplate.execute(
               UNLOCK_SCRIPT,//脚本
               Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name),//keys
               ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());//args
  }
 

标签:实战,return,name,Redis,PREFIX,线程,stringRedisTemplate,分布式
From: https://www.cnblogs.com/l12138h/p/16903688.html

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