一步一步实现基于redis的分布式锁

Posted 2023-02-17 打杂工程师

前提

    通过多线程请求一个接口，实现抢单的实现。

    总数：10

    线程数：200

    测试方式：Jmeter

    

• 无锁状态

    

 

            在无锁状态下，实现了库存的减少的业务逻辑。测试过程中，在没有并发情况下，redis中的库存数量按照理论逐渐递减。但是当使用Jmeter测试时，线程数量为200时，出现了库存数量重复的现象：

        

 

 

• 第一次优化——sychronized

            考虑到在多线程情况下，会有重复抢单的问题，所以尝试使用JVM级锁来防止重复抢单。

            

            通过使用synchronized加锁方式，似乎实现了库存的逐渐递减

            

            

            但是，好像哪里不对……是的，我们当前测试的服务器，是一个service，如果在集群环境下，会是什么结果呢？我们通过再启动一个服务的方式，实现简单集群环境，测试结果如下：

 

            

 

            我们发现在集群环境下，使用synchronized锁已经没有用了，所以现在需要考虑使用分布式锁了！

 

• 第二次优化——使用redis实现分布式锁

 

            本次优化使用redis的SETNX来实现，具体原理就是： Redis Setnx（SET if Not eXists） 命令在指定的 key 不存在时，为 key 设置指定的值。

代码改动如下：

        

        通过使用setnx的方式来代替synchronized的加锁，具体效果怎么样呢？这次我将库存设置成了50，然后再并发200的情况下测试，我们看一下测试的结果。

   服务一的日志：

                

服务二的日志：

                

这样的结果，看上去满足了我们当时的要求了。

 

第三次优化：

        但是回过头来在看一下代码，假如我们执行到34行以后，程序突然发生异常了呢？比如当前s-1操作发生异常或者其他复杂的业务逻辑异常。

没错，当我们程序在加锁以后发生异常，如果按照上述的代码，我们的redis锁，就永远不会释放了。

所以，我们需要假如try--finally了

 

这下可以了吗？

不，还是不行，因为同样的问题，假如程序在加锁之后发生非代码异常，比如服务器宕机、断电等特殊情况时，finally代码块同样没办法执行的。

 

第四次优化

    如果遇到宕机、断电或者运维直接kill掉了服务的情况，我们就需要在加锁的时候，同时设置超时时间的方式来避免了：

    

 

到了这里，可能代码已经比较完美了，看起来好像也没有问题了，但是只有实践才是检验真理的唯一标准！

在这里，我就不频繁的测试了，我们之前项目中用的时候，就是这个样子，但是经过了实战的检验后，发现锁并没有很好的起作用。

 

第五次优化：

    针对第四次优化，我们分析了好长时间，代码逻辑，加锁、超时时间、锁释放……都没有问题，但是为什么不起作用呢？

    最后我们分析了一下高并发下的线程执行情况，发现：

 

        如图所示，在高并发的情况下，每个请求线程其实耗时时间是不一定相同的，所以加入线程1耗时15秒，线程2耗时8秒，线程3耗时5秒……这下的话，当线程1还在执行完成业务逻辑时候，锁因为超时释放了，而线程2开始执行加锁操作，然后开始执行业务逻辑，此时线程1执行释放锁操作！！！这样的话，就会使得线程1把线程2加的锁释放了！！！然后线程3进入，同理线程2把线程3的锁释放了，这样下去，redis实现的分布式锁完全失效了！！！！OMG！！！太特么恐怖了！

        如何解决呢？其实很简单，就是让每个线程只能释放它自己加的锁就可以了！

 

        此时，redis分布式锁已经可以阻挡绝大部分的情况了，因为我们还有一个因素没有考虑——超时时间，这个时间其实很难把握，长了容易影响程序性能，短了容易造成锁失效，很无奈！

第六次优化——使用Redisson

     使用redission框架，该框架中可以使用守护线程来不断的为当前线程续命——也就是每隔一段时间，就重新设置一次redis锁的超时时间，这样的话，锁就不会失效了，而且也不会太长了。

    引入jar包（一定要注意引用jar包的版本，之前在网上随便找了一个版本，最后在启动项目的时候一直报错，很无解，试了半天换了一个版本就好了）：

    

<dependency>

    <groupId>org.redisson</groupId>

    <artifactId>redisson</artifactId>

    <version>3.11.4</version>

</dependency>

添加Redisson配置信息：

package com.yang.api;





import org.redisson.Redisson;

import org.redisson.api.RedissonClient;

import org.redisson.config.Config;

import org.springframework.context.annotation.Bean;

import org.springframework.context.annotation.Configuration;





/**

* @author:LCY

* @description:

* @date: create in 2019/10/18 17:32

* @Modified By:

*/

@Configuration

public class RedissionConfig 





    @Bean

    public RedissonClient redisson()

        Config config=new Config();

        config.useClusterServers().setScanInterval(2000)

                .setPassword("89db7ba4a")

                .addNodeAddress("redis://172.24.161.234:7000")

                .addNodeAddress("redis://172.24.161.234:7001")

                .addNodeAddress("redis://172.24.161.234:7002");





单机模式  依次设置redis地址和密码

//        config.useSingleServer().

//                setAddress("redis://172.24.161.234:6379").

//                setPassword("89db7ba4a");





        return Redisson.create(config);

    

切记：在配置时，一定要将此配置文件放置到一个公共的项目中，配置一次即可。自己由于犯懒，直接在两个模拟相同的service中分别配置了一遍Redisson的配置信息，导致在程序运行的时候，发现分布式锁失效了。在网上查了半天，也没有一个说失效的例子，后来自己查看代码的时候，突然想到自己在项目中配置了两次，所以Redisson的锁是两把锁，所以根本不会起作用！！！
 

加锁代码：

 

总结

    通过上面使用Redisson的方式加锁，基本上解决了分布式锁失败的情况，并且能够基本上应对大部分秒杀、高并发的场景。但是还有一个问题，那就是redis的集群模式中，可能会在redis主备切换的时候，导致锁失效！但是这种情况发生的概率已经是很低很低了，如果还需要考虑的话，其实redis已经没办法优化了，我们可以采取zookeeper的分布式锁来实现了。

    通过以上的学习，发现所有的东西，都需要自己亲自去尝试一下才能有更多的收获。老师讲的再好，终究都是老师自己去实践的，而我们自己还是什么都不会。希望以后自己的学习都能够亲力亲为，这样虽然速度很慢，但是收获会非常丰硕！

    最后希望自己能够心平气和做任何事情！也只有这样才能把事情做好！！

 

    纯手工撰写，如果有什么不对的地方，欢迎各位大神指正，万分感谢！

     文章测试代码连接：https://download.csdn.net/download/u010375663/11878890