Redis分布式锁详解（Redisson）

Posted 2022-11-23 AdobePeng

本章节内容讲解通过Redis自带API实现分布式锁以及了解Redisson框架如何实现分布式锁

1、首先我们来看一下，在分布式系统中不加分布式锁的抢购活动中会发生什么：

1）前置条件

• 在本地启动两个服务，为了方便这里启用了两个Spring Boot工程
• 启用nginx，对外提供端口号9999，负载到本地的两个服务
• 使用Jmate工具，模拟高并发场景
• 在Redis中存入某商品的数量

 2）开始撸代码

• 如下所示：对外提供一接口（buyOneIndex），用户每点击一次，调用Redis工具类进行商品数量减一操作。两个工程代码相同，对外提供的端口号分别为8080、8081

• @RestController
  public class MainController 
     @Autowired
     private RedisTool redisTool;
     /**
      * 对外提供的调用接口
      */
     @RequestMapping("buyOneIndex")
     public void buyOneIndex()
        //调用redis工具类中的方法，模拟购买场景，购买一次，减少一个
        redisTool.reduceOne();
     
  

   

• @Component
  public class RedisTool 
      @Autowired
      private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
      /**
       * 模拟购买场景，购买一个，将redis中对应的数量减少一个
       */
      public void reduceOne()
          String key = "num";
          //获取redis中的数量
          String value = stringRedisTemplate.opsForValue().get( key );
          //如果当前数量>0,则能够购买，并且将减一后的结果塞回redis
          if(Integer.valueOf( value )>0)
              int num = Integer.valueOf( value ) - 1;
              System.out.println("消费1个商品，还剩："+num+"个");
              stringRedisTemplate.opsForValue().set( key,String.valueOf( num ) );
              System.out.println("消费1个商品，还剩："+num+"个");
          else 
              System.out.println("商品已经卖完...");
          
      
  

   

• 接下来看下Nginx配置（后续会进行更新Nginx的详细操作）：对外提供统一端口号9999，负载到上面的两个工程（8080、8081）上

• 
  #nginx进程数，建议设置为等于CPU总核心数。可以和worker_cpu_affinity配合
  worker_processes  1;
  events 
      worker_connections  1024;
  
  http 
      include       mime.types;
      default_type  application/octet-stream;
      sendfile        on;
      charset utf-8;
      upstream pzfdemo
      	server 127.0.0.1:8080 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
      	server 127.0.0.1:8081 weight=1 max_fails=2 fail_timeout=30s;
      
  
  
      server 
          listen       9999;
          server_name  localhost;
          location / 
          		proxy_pass http://pzfdemo;
          		proxy_set_header Host $host;
              root   html;
              index  index.html index.htm;
          
      
  
  

 

• Redis中我们存放某一个商品的数量为20个，也就是该活动只放出20个商品，每个人购买一个商品，也就是说应该只有20个人购买成功，其他人购买则返回商品已经卖完了
• 

 

•  下面进行jmate操作，模拟1秒钟并发30个调用
• 
•  

 

• 按正常的逻辑来看，应该有20个人购买成功，还有10个人购买失败，接下来我们看下结果：
• 
• 
• 
•  

 从结果中可以看出，每个人都消费成功，并且有多个人消费统一个商品。30个人都抢结束了，Redis中还有14个。很显然这个结果是有问题的，当我发货的时候，只有20件商品，我要发给30个人，老板估计脸要绿了。

3）下面我们来写一把Redis的分布式锁，如下：

在写分布式锁中需要考虑很多问题

• 加上锁了，线程结束会不会不释放？
• 加上锁了，线程结束释放的是不是当前线程加的锁？
• 加上锁了，线程还没有结束，进程被杀或者系统宕机，没有释放锁怎么办？
• 给锁加上自动失效时间，加多久合适？

@Component
public class RedisTool 
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    /**
     * 模拟购买场景，购买一个，将redis中对应的数量减少一个
     */
    public void reduceOne()
        String key = "num";
        //加锁的key
        String lockKey = "lockKey";
        //加锁的value，用于后续释放锁时做判断，只有当前线程能够释放当前线程所加的锁
        String logvalue = UUID.randomUUID().toString();
        try 
            //由于Redis同一个key只能设置一次，所以通过该原则来设置锁
            //boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent( lockKey,logvalue );
            //stringRedisTemplate.expire( lockKey,10, TimeUnit.SECONDS );
            Boolean aBoolean = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent( lockKey, logvalue, 30, TimeUnit.SECONDS );
            //如果为false，说明该线程没有争抢到锁
            if(!aBoolean)
                System.out.println("系统繁忙，请重试");
                return;
            
            //获取redis中的数量
            String value = stringRedisTemplate.opsForValue().get( key );
            //如果当前数量>0,则能够购买，并且将减一后的结果塞回redis
            if(Integer.valueOf( value )>0)
                int num = Integer.valueOf( value ) - 1;
                System.out.println("消费1个商品，还剩："+num+"个");
                stringRedisTemplate.opsForValue().set( key,String.valueOf( num ) );
            else 
                System.out.println("商品已经卖完...");
            
        finally 
            //当前线程只删除当前线程所持有的锁
            if(logvalue.equals( stringRedisTemplate.opsForValue().get( lockKey ) ))
                stringRedisTemplate.delete( lockKey );
            
        

    

 代码如上，下面解释一下上面的问题

• 加上锁了，线程结束会不会不释放？

       这里通过加上finally，在finally代码块中对锁进行释放

• 加上锁了，线程结束释放的是不是当前线程加的锁？

       这里通过给锁附上value值，这个value值通过UUID来设置，重复的可能性几乎为0，所以保证了当前线程执行结束释放的当前线程所加的锁

• 加上锁了，线程还没有结束，进程被杀或者系统宕机，没有释放锁怎么办？

       这里就需要给锁设置自动失效时间，代码中为了保证原子性，在setIfAbsent方法中直接设置过期时间

• 给锁加上自动失效时间，加多久合适？

       这个一个根据具体业务来设置，是10秒还是30秒。但是如果到时间了，该线程还是没有执行结束，那么锁就被自动释放掉，这是需要写一个定时器来扫描。例如我设置了30秒，那么我设置每隔10秒钟来扫描一次，看看当前锁是否还持有，如果持有，就对其进行时间重置操作

4）说到这里我们没有看效果

 

 

到这里一个简单的分布式锁已经完成，我们能够看出，这个里面我们要踩的坑还是挺多的。现在市面上也出现了不少框架，下面简单的介绍下Redisson框架，使得Redis分布式实现的更为简单，而且封装的较为完好。上代码：

@Component
public class RedisTool 
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
    @Autowired
    private RedissonClient redisson;
    /**
     * 模拟购买场景，购买一个，将redis中对应的数量减少一个
     */
    public void reduceOne()
        String key = "num";
        String lockKey = "lockKey";
        RLock lock = redisson.getLock( lockKey );
        try
            lock.lock();
            //获取redis中的数量
            String value = stringRedisTemplate.opsForValue().get( key );
            //如果当前数量>0,则能够购买，并且将减一后的结果塞回redis
            if(Integer.valueOf( value )>0)
                int num = Integer.valueOf( value ) - 1;
                System.out.println("消费1个商品，还剩："+num+"个");
                stringRedisTemplate.opsForValue().set( key,String.valueOf( num ) );
            else 
                System.out.println("商品已经卖完...");
            
        finally 
            lock.unlock();
        
    

实现的效果和之前的效果是一样的，下面通过一张图来展示一下Redisson的工作原理：

Redisson通过LUA脚本和Redis进行交互，保证了原子性。解锁成功后会自动进行检测是否还持有锁，进行自动延时。