Java实现基于Redis的分布式锁
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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Java实现基于Redis的分布式锁相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
我这里不实现JDK的java.util.concurrent.locks.Lock接口，而是自定义一个，因为JDK的有个newCondition()方法我这里暂时没实现。这个Lock提供了5个lock方法的变体，可以自行选择使用哪一个来获取锁，我的想法是
最好用带超时返回的那几个方法，因为不这样的话，假如redis挂了，线程永远都在那死循环了(关于这里，应该还可以进一步优化，如果redis挂了，Jedis的操作肯定会抛异常之类的，可以定义个机制让redis挂了的时候通知使用这个lock的用户，或者说是线程)
Java代码 下载
package cc.lixiaohui.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public interface Lock {
/**
* 阻塞性的获取锁, 不响应中断
*/
void lock();
/**
* 阻塞性的获取锁, 响应中断
*
* @throws InterruptedException
*/
void lockInterruptibly() throws InterruptedException;
/**
* 尝试获取锁, 获取不到立即返回, 不阻塞
*/
boolean tryLock();
/**
* 超时自动返回的阻塞性的获取锁, 不响应中断
*
* @param time
* @param unit
* @return {@code true} 若成功获取到锁, {@code false} 若在指定时间内未获取到锁
*
*/
boolean tryLock(long time, TimeUnit unit);
/**
* 超时自动返回的阻塞性的获取锁, 响应中断
*
* @param time
* @param unit
* @return {@code true} 若成功获取到锁, {@code false} 若在指定时间内未获取到锁
* @throws InterruptedException 在尝试获取锁的当前线程被中断
*/
boolean tryLockInterruptibly(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException;
/**
* 释放锁
*/
void unlock();
}
看其抽象实现：
Java代码 下载
package cc.lixiaohui.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/**
* 锁的骨架实现, 真正的获取锁的步骤由子类去实现.
*
* @author lixiaohui
*
*/
public abstract class AbstractLock implements Lock {
/**
* <pre>
* 这里需不需要保证可见性值得讨论, 因为是分布式的锁,
* 1.同一个jvm的多个线程使用不同的锁对象其实也是可以的, 这种情况下不需要保证可见性
* 2.同一个jvm的多个线程使用同一个锁对象, 那可见性就必须要保证了.
* </pre>
*/
protected volatile boolean locked;
/**
* 当前jvm内持有该锁的线程(if have one)
*/
private Thread exclusiveOwnerThread;
public void lock() {
try {
lock(false, 0, null, false);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO ignore
}
}
public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
lock(false, 0, null, true);
}
public boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) {
try {
return lock(true, time, unit, false);
} catch (InterruptedException e) {
// TODO ignore
}
return false;
}
public boolean tryLockInterruptibly(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
return lock(true, time, unit, true);
}
public void unlock() {
// TODO 检查当前线程是否持有锁
if (Thread.currentThread() != getExclusiveOwnerThread()) {
throw new IllegalMonitorStateException("current thread does not hold the lock");
}
unlock0();
setExclusiveOwnerThread(null);
}
protected void setExclusiveOwnerThread(Thread thread) {
exclusiveOwnerThread = thread;
}
protected final Thread getExclusiveOwnerThread() {
return exclusiveOwnerThread;
}
protected abstract void unlock0();
/**
* 阻塞式获取锁的实现
*
* @param useTimeout
* @param time
* @param unit
* @param interrupt 是否响应中断
* @return
* @throws InterruptedException
*/
protected abstract boolean lock(boolean useTimeout, long time, TimeUnit unit, boolean interrupt) throws InterruptedException;
}
基于Redis的最终实现，关键的获取锁，释放锁的代码在这个类的lock方法和unlock0方法里，大家可以只看这两个方法然后完全自己写一个：
Java代码 下载
package cc.lixiaohui.lock;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
import redis.clients.jedis.Jedis;
/**
* <pre>
* 基于Redis的SETNX操作实现的分布式锁
*
* 获取锁时最好用lock(long time, TimeUnit unit), 以免网路问题而导致线程一直阻塞
*
* <a href="http://redis.io/commands/setnx">SETNC操作参考资料</a>
* </pre>
*
* @author lixiaohui
*
*/
public class RedisBasedDistributedLock extends AbstractLock {
private Jedis jedis;
// 锁的名字
protected String lockKey;
// 锁的有效时长(毫秒)
protected long lockExpires;
public RedisBasedDistributedLock(Jedis jedis, String lockKey, long lockExpires) {
this.jedis = jedis;
this.lockKey = lockKey;
this.lockExpires = lockExpires;
}
// 阻塞式获取锁的实现
protected boolean lock(boolean useTimeout, long time, TimeUnit unit, boolean interrupt) throws InterruptedException{
if (interrupt) {
checkInterruption();
}
long start = System.currentTimeMillis();
long timeout = unit.toMillis(time); // if !useTimeout, then it‘s useless
while (useTimeout ? isTimeout(start, timeout) : true) {
if (interrupt) {
checkInterruption();
}
long lockExpireTime = System.currentTimeMillis() + lockExpires + 1;//锁超时时间
String stringOfLockExpireTime = String.valueOf(lockExpireTime);
if (jedis.setnx(lockKey, stringOfLockExpireTime) == 1) { // 获取到锁
// TODO 成功获取到锁, 设置相关标识
locked = true;
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
String value = jedis.get(lockKey);
if (value != null && isTimeExpired(value)) { // lock is expired
// 假设多个线程(非单jvm)同时走到这里
String oldValue = jedis.getSet(lockKey, stringOfLockExpireTime); // getset is atomic
// 但是走到这里时每个线程拿到的oldValue肯定不可能一样(因为getset是原子性的)
// 加入拿到的oldValue依然是expired的，那么就说明拿到锁了
if (oldValue != null && isTimeExpired(oldValue)) {
// TODO 成功获取到锁, 设置相关标识
locked = true;
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
} else {
// TODO lock is not expired, enter next loop retrying
}
}
return false;
}
public boolean tryLock() {
long lockExpireTime = System.currentTimeMillis() + lockExpires + 1;//锁超时时间
String stringOfLockExpireTime = String.valueOf(lockExpireTime);
if (jedis.setnx(lockKey, stringOfLockExpireTime) == 1) { // 获取到锁
// TODO 成功获取到锁, 设置相关标识
locked = true;
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
String value = jedis.get(lockKey);
if (value != null && isTimeExpired(value)) { // lock is expired
// 假设多个线程(非单jvm)同时走到这里
String oldValue = jedis.getSet(lockKey, stringOfLockExpireTime); // getset is atomic
// 但是走到这里时每个线程拿到的oldValue肯定不可能一样(因为getset是原子性的)
// 假如拿到的oldValue依然是expired的，那么就说明拿到锁了
if (oldValue != null && isTimeExpired(oldValue)) {
// TODO 成功获取到锁, 设置相关标识
locked = true;
setExclusiveOwnerThread(Thread.currentThread());
return true;
}
} else {
// TODO lock is not expired, enter next loop retrying
}
return false;
}
/**
* Queries if this lock is held by any thread.
*
* @return {@code true} if any thread holds this lock and
* {@code false} otherwise
*/
public boolean isLocked() {
if (locked) {
return true;
} else {
String value = jedis.get(lockKey);
// TODO 这里其实是有问题的, 想:当get方法返回value后, 假设这个value已经是过期的了,
// 而就在这瞬间, 另一个节点set了value, 这时锁是被别的线程(节点持有), 而接下来的判断
// 是检测不出这种情况的.不过这个问题应该不会导致其它的问题出现, 因为这个方法的目的本来就
// 不是同步控制, 它只是一种锁状态的报告.
return !isTimeExpired(value);
}
}
@Override
protected void unlock0() {
// TODO 判断锁是否过期
String value = jedis.get(lockKey);
if (!isTimeExpired(value)) {
doUnlock();
}
}
private void checkInterruption() throws InterruptedException {
if(Thread.currentThread().isInterrupted()) {
throw new InterruptedException();
}
}
private boolean isTimeExpired(String value) {
return Long.parseLong(value) < System.currentTimeMillis();
}
private boolean isTimeout(long start, long timeout) {
return start + timeout > System.currentTimeMillis();
}
private void doUnlock() {
jedis.del(lockKey);
}
}
如果将来还换一种实现方式（比如zookeeper之类的），到时直接继承AbstractLock并实现lock(boolean useTimeout, long time, TimeUnit unit, boolean interrupt)， unlock0()方法即可(所谓抽象嘛)
以上是关于Java实现基于Redis的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
80% 人不知道的 Redis 分布式锁的正确实现方式（Java 版）