redis 分布式锁

Posted 2020-11-19 Tony_ding

在分布式系统中，之前单一的用synchronized或lock已经不适用了。分布式锁一般有三种实现方式：1. 数据库乐观锁；2. 基于Redis的分布式锁；3. 基于ZooKeeper的分布式锁。本博客讨论为第二种 

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代码实现

现象：模拟多个线程去运算同一个数据  可以发现数据计算是不规则的

package com.zhcx.dispatch.test;

import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

public class ThreadTest {

    private static int max = 10;
    
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for(int i=0;i<15;i++){
            threadPool.submit(new Runnable() {
                public void run() {
                    int current = getMax();
                    if(current>0){
                        max--;
                    }
                }
            });
            System.out.println(max);
        }
    }
    
    private static Integer getMax(){
        return max;
    }
    
}

输出值为混乱的

 

 解决方法：

创建redis锁类 

package com.zhcx.dispatch.test;

import java.util.Collections;

import org.springframework.stereotype.Component;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

@Component
public class RedisLock {
    
    
    private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
    private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
    private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";
    private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
    
    private static JedisPool pool = null;

    
    public static Jedis getSource(){
        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, "127.0.0.0", 6379, 3000);
        return pool.getResource();
    }
    
    /**
     * 
     * @param jedis Redis客户端
     * @param lockKey 锁
     * @param requestId 请求标识
     * @param expireTime 超期时间
     * @return 是否获取成功
     */
    public static boolean getLock(Jedis jedis,String lockKey,String requestId, int expireTime){
        String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
        if(LOCK_SUCCESS.equals(result)){
            return true;
        }
        return false;
    }
    
     /**
     * 释放分布式锁
     * @param jedis Redis客户端
     * @param lockKey 锁
     * @param requestId 请求标识
     * @return 是否释放成功
     */
    public static boolean releaseDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) {

        String script = "if redis.call(\'get\', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call(\'del\', KEYS[1]) else return 0 end";
        Object result = jedis.eval(script, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(requestId));

        if (RELEASE_SUCCESS.equals(result)) {
            return true;
        }
        return false;

    }
}

可以看到，我们加锁就一行代码：jedis.set(String key, String value, String nxxx, String expx, int time)，这个set()方法一共有五个形参：

• 第一个为key，我们使用key来当锁，因为key是唯一的。

• 第二个为value，我们传的是requestId，通过给value赋值为requestId，我们就知道这把锁是哪个请求加的了，在解锁的时候就可以有依据。requestId可以使用UUID.randomUUID().toString()方法生成。

• 第三个为nxxx，这个参数我们填的是NX，意思是SET IF NOT EXIST，即当key不存在时，我们进行set操作；若key已经存在，则不做任何操作；

• 第四个为expx，这个参数我们传的是PX，意思是我们要给这个key加一个过期的设置，具体时间由第五个参数决定。

• 第五个为time，与第四个参数相呼应，代表key的过期时间。

解锁代码，写了简单的Lua脚本代码。我们将Lua代码传到jedis.eval()方法里，并使参数KEYS[1]赋值为lockKey，ARGV[1]赋值为requestId。eval()方法是将Lua代码交给Redis服务端执行。
简单来说，就是在eval命令执行Lua代码的时候，Lua代码将被当成一个命令去执行，并且直到eval命令执行完成，Redis才会执行其他命令。


我们加入到之前的线程中

package com.zhcx.dispatch.test;

import java.util.UUID;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;

import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

public class ThreadTest {

    private static int max = 10;
    
    synchronized
    
    
    public static void main(String[] args) {
        ExecutorService threadPool = Executors.newCachedThreadPool();
        for(int i=0;i<15;i++){
            String requestId = UUID.randomUUID().toString();
            String lockKey = "lock:";
            RedisLock.getLock(RedisLock.getSource(), lockKey, requestId, 30);
            threadPool.submit(new Runnable() {
                public void run() {
                    int current = getMax();
                    if(current>0){
                        max--;
                    }
                }
            });
            RedisLock.releaseDistributedLock(RedisLock.getSource(), lockKey, requestId);
            System.out.println(max);
        }
    }
    
    private static Integer getMax(){
        return max;
    }
    
}

查看输出：