分布式锁三种实现方式介绍:基于缓存(Redis等)实现分布式锁

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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。

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来自:https://blog.csdn.net/xlgen157387/article/details/79036337

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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:

分布式锁三种实现方式介绍(二):基于缓存(Redis等)实现分布式锁

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:

分布式锁三种实现方式介绍(二):基于缓存(Redis等)实现分布式锁

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:

  1. 获取当前时间戳,单位是毫秒;

  2. 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;

  3. 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;

  4. 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;

  5. 要是锁建立失败了,那么就依次之前建立过的锁删除;

  6. 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)。

分布式锁三种实现方式介绍(二):基于缓存(Redis等)实现分布式锁

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

分布式锁三种实现方式介绍(二):基于缓存(Redis等)实现分布式锁

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

分布式锁三种实现方式

Redis的分布式锁

分布式锁的三种实现方式

分布式锁-三种实现方式简述

分布式锁-三种实现方式简述

分布式锁三种解决方案