分布式锁三种实现方式介绍:基于缓存(Redis等)实现分布式锁
Posted 米兜Java
tags:
篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了分布式锁三种实现方式介绍:基于缓存(Redis等)实现分布式锁相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
热点推荐
5.https://gitee.com/StarskyBoy/cloud
6.https://github.com/StarskyBoy/cloud
来自:https://blog.csdn.net/xlgen157387/article/details/79036337
如需转载请在文中注明来源
基于Redis的实现方式
选用Redis实现分布式锁原因
(1)Redis有很高的性能;
(2)Redis命令对此支持较好,实现起来比较方便
使用命令介绍
(1)SETNX
SETNX key val:当且仅当key不存在时,set一个key为val的字符串,返回1;若key存在,则什么都不做,返回0。
(2)expire
expire key timeout:为key设置一个超时时间,单位为second,超过这个时间锁会自动释放,避免死锁。
(3)delete
delete key:删除key
在使用Redis实现分布式锁的时候,主要就会使用到这三个命令。
实现思想
(1)获取锁的时候,使用setnx加锁,并使用expire命令为锁添加一个超时时间,超过该时间则自动释放锁,锁的value值为一个随机生成的UUID,通过此在释放锁的时候进行判断。
(2)获取锁的时候还设置一个获取的超时时间,若超过这个时间则放弃获取锁。
(3)释放锁的时候,通过UUID判断是不是该锁,若是该锁,则执行delete进行锁释放。
分布式锁的简单实现代码
/**
* 分布式锁的简单实现代码
* Created by liuyang on 2017/4/20.
*/
public class DistributedLock {
private final JedisPool jedisPool;
public DistributedLock(JedisPool jedisPool) {
this.jedisPool = jedisPool;
}
/**
* 加锁
* @param lockName 锁的key
* @param acquireTimeout 获取超时时间
* @param timeout 锁的超时时间
* @return 锁标识
*/
public String lockWithTimeout(String lockName, long acquireTimeout, long timeout) {
Jedis conn = null;
String retIdentifier = null;
try {
// 获取连接
conn = jedisPool.getResource();
// 随机生成一个value
String identifier = UUID.randomUUID().toString();
// 锁名,即key值
String lockKey = "lock:" + lockName;
// 超时时间,上锁后超过此时间则自动释放锁
int lockExpire = (int) (timeout / 1000);
// 获取锁的超时时间,超过这个时间则放弃获取锁
long end = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout;
while (System.currentTimeMillis() < end) {
if (conn.setnx(lockKey, identifier) == 1) {
conn.expire(lockKey, lockExpire);
// 返回value值,用于释放锁时间确认
retIdentifier = identifier;
return retIdentifier;
}
// 返回-1代表key没有设置超时时间,为key设置一个超时时间
if (conn.ttl(lockKey) == -1) {
conn.expire(lockKey, lockExpire);
}
try {
Thread.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
} catch (JedisException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (conn != null) {
conn.close();
}
}
return retIdentifier;
}
/**
* 释放锁
* @param lockName 锁的key
* @param identifier 释放锁的标识
* @return
*/
public boolean releaseLock(String lockName, String identifier) {
Jedis conn = null;
String lockKey = "lock:" + lockName;
boolean retFlag = false;
try {
conn = jedisPool.getResource();
while (true) {
// 监视lock,准备开始事务
conn.watch(lockKey);
// 通过前面返回的value值判断是不是该锁,若是该锁,则删除,释放锁
if (identifier.equals(conn.get(lockKey))) {
Transaction transaction = conn.multi();
transaction.del(lockKey);
List<Object> results = transaction.exec();
if (results == null) {
continue;
}
retFlag = true;
}
conn.unwatch();
break;
}
} catch (JedisException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
if (conn != null) {
conn.close();
}
}
return retFlag;
}
}
测试刚才实现的分布式锁
例子中使用50个线程模拟秒杀一个商品,使用–运算符来实现商品减少,从结果有序性就可以看出是否为加锁状态。
模拟秒杀服务,在其中配置了jedis线程池,在初始化的时候传给分布式锁,供其使用。
/**
* Created by liuyang on 2017/4/20.
*/
public class Service {
private static JedisPool pool = null;
private DistributedLock lock = new DistributedLock(pool);
int n = 500;
static {
JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
// 设置最大连接数
config.setMaxTotal(200);
// 设置最大空闲数
config.setMaxIdle(8);
// 设置最大等待时间
config.setMaxWaitMillis(1000 * 100);
// 在borrow一个jedis实例时,是否需要验证,若为true,则所有jedis实例均是可用的
config.setTestOnBorrow(true);
pool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379, 3000);
}
public void seckill() {
// 返回锁的value值,供释放锁时候进行判断
String identifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得了锁");
System.out.println(--n);
lock.releaseLock("resource", identifier);
}
}
模拟线程进行秒杀服务:
public class ThreadA extends Thread {
private Service service;
public ThreadA(Service service) {
this.service = service;
}
@Override
public void run() {
service.seckill();
}
}
public class Test {
public static void main(String[] args) {
Service service = new Service();
for (int i = 0; i < 50; i++) {
ThreadA threadA = new ThreadA(service);
threadA.start();
}
}
}
结果如下,结果为有序的:
若注释掉使用锁的部分:
public void seckill() {
// 返回锁的value值,供释放锁时候进行判断
//String indentifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得了锁");
System.out.println(--n);
//lock.releaseLock("resource", indentifier);
}
从结果可以看出,有一些是异步进行的:
总结
以上只是讲述了redis锁怎么用,但是带来如下问题:
因为如果是普通的 redis 单实例,那就是单点故障。或者是 redis 普通主从,那 redis 主从异步复制,如果主节点挂了(key 就没有了),key 还没同步到从节点,此时从节点切换为主节点,别人就可以 set key,从而拿到锁。
RedLock 算法
这个场景是假设有一个 redis cluster,有 5 个 redis master 实例。然后执行如下步骤获取一把锁:
获取当前时间戳,单位是毫秒;
跟上面类似,轮流尝试在每个 master 节点上创建锁,过期时间较短,一般就几十毫秒;
尝试在大多数节点上建立一个锁,比如 5 个节点就要求是 3 个节点 n / 2 + 1;
客户端计算建立好锁的时间,如果建立锁的时间小于超时时间,就算建立成功了;
要是锁建立失败了,那么就依次之前建立过的锁删除;
只要别人建立了一把分布式锁,你就得不断轮询去尝试获取锁
缺点:通过超时时间来控制锁的失效时间并不是十分的靠谱(更多详情可深入学习一啵)。
以上对基于Redis缓存实现分布式锁做了简单介绍,不对之处请矫正。
请留下你指尖的温度
让太阳拥抱你
以上是关于分布式锁三种实现方式介绍:基于缓存(Redis等)实现分布式锁的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章