詳解redis分布式鎖(優(yōu)化redis分布式鎖的過程及Redisson使用)
1. redis在實(shí)際的應(yīng)用中
不僅可以用來緩存數(shù)據(jù)，在分布式應(yīng)用開發(fā)中，經(jīng)常被用來當(dāng)作分布式鎖的使用，為什么要用到分布式鎖呢？
在分布式的開發(fā)中，以電商庫存的更新功能進(jìn)行講解，在實(shí)際的應(yīng)用中相同功能的消費(fèi)者是有多個(gè)的，假如多個(gè)消費(fèi)者同一時(shí)刻要去消費(fèi)一條數(shù)據(jù)，假如業(yè)務(wù)邏輯處理邏輯是查詢出redis中的商品庫存，而如果第一個(gè)進(jìn)來的消費(fèi)的消費(fèi)者獲取到庫存了，還沒進(jìn)行減庫存操作，相對(duì)晚來的消費(fèi)者就獲取了商品的庫存，這樣就導(dǎo)致數(shù)據(jù)會(huì)出錯(cuò)，導(dǎo)致消費(fèi)的數(shù)據(jù)變多了。
例如：消費(fèi)者A和消費(fèi)者B分別去消費(fèi)生產(chǎn)者C1和生產(chǎn)者C2的數(shù)據(jù)，而生產(chǎn)者都是使用同一個(gè)redis的數(shù)據(jù)庫的，如果生產(chǎn)者C1接收到消費(fèi)者A的消息后，先進(jìn)行查詢庫存，然后當(dāng)要進(jìn)行減庫存的時(shí)候，因?yàn)樯a(chǎn)者C2接收到消費(fèi)者B的消息后，也去查詢庫存，而因?yàn)樯a(chǎn)者C1還沒有進(jìn)行庫存的更新，導(dǎo)致生產(chǎn)者C2獲取到的庫存數(shù)是臟數(shù)據(jù)，而不是生產(chǎn)者C1更新后的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致業(yè)務(wù)出錯(cuò)。
如果不是分布式的應(yīng)用，可以使用synchronized進(jìn)行防止庫存更新的問題的產(chǎn)生，但是synchronized只是基于JVM層面的，如果在不同的JVM中，就不能實(shí)現(xiàn)這樣的功能。
@GetMapping("getInt0")
public String test() {
synchronized (this) {
//獲取當(dāng)前商品的數(shù)量
int productNum = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("product"));
//然后對(duì)商品進(jìn)行出庫操作,即進(jìn)行減1
/*
* a業(yè)務(wù)邏輯
*
* */
if (productNum > 0) {
stringRedisTemplate.opsForValue().set("product", String.valueOf(productNum - 1));
int productNumNow = productNum - 1;
} else {
return "product=0";
}
int productNumNow = productNum - 1;
return "success=" + productNumNow;
}
}
2.如何使用redis的功能進(jìn)行實(shí)現(xiàn)分布式鎖
2.1 redis分布式鎖思想
如果對(duì)redis熟悉的話，我們能夠想到redis中具有setnx的命令，該命令的功能宇set功能類似，但是setnx的命令在進(jìn)行存數(shù)據(jù)前，會(huì)檢查redis中是否已經(jīng)存在相同的key，如存在的話就返回false，反之則返回true，因此我們可以使用該命令的功能，設(shè)計(jì)一個(gè)分布式鎖。
2.1.1設(shè)計(jì)思想：
- 在請(qǐng)求相同功能的接口時(shí)，使用redis的setnx命令，如果使用setnx命令后返回的是為true，說明此時(shí)沒有其他的調(diào)用這個(gè)接口，就相當(dāng)于獲取到鎖了，然后就可以繼續(xù)執(zhí)行接下來的業(yè)務(wù)邏輯了。當(dāng)執(zhí)行完業(yè)務(wù)邏輯后，在返回?cái)?shù)據(jù)前，就把key刪除了，然后其他的請(qǐng)求就能獲取到鎖了。
- 如果使用setnx命令，返回的是false，說明此時(shí)有其他的消費(fèi)者正在調(diào)用這個(gè)接口，因此需要等待其他消費(fèi)者順利消費(fèi)完成后，才能獲取到分布式的鎖。
2.1.2 根據(jù)上面的設(shè)計(jì)思想進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)
代碼片段【1】
@GetMapping("getInt1")
public String fubushisuo(){
//setIfAbsent的指令功能和redis命令中的setNx功能一樣,如果redis中已經(jīng)存在相同的key,則返回false
String lockkey = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
String lockvalue = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
boolean opsForSet = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockkey,lockvalue);
//如果能夠成功的設(shè)置lockkey，這說明當(dāng)前獲取到分布式鎖
if (!opsForSet){
return "false";
}
//獲取當(dāng)前商品的數(shù)量
int productNum = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("product"));
//然后對(duì)商品進(jìn)行出庫操作,即進(jìn)行減1
/*
* a業(yè)務(wù)邏輯
*
* */
if (productNum>0){
stringRedisTemplate.opsForValue().set("product", String.valueOf(productNum - 1));
int productNumNow = productNum - 1;
}else {
return "product=0";
}
//然后進(jìn)行釋放鎖
stringRedisTemplate.delete(lockkey);
int productNumNow = productNum-1;
return "success="+productNumNow;
}
2.1.2.1反思代碼片段【1】
如果使用這種方式，會(huì)產(chǎn)生死鎖的方式：
死鎖發(fā)生的情況：
（1） 如果在a業(yè)務(wù)邏輯出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，導(dǎo)致不能執(zhí)行delete()操作，使得其他的請(qǐng)求不能獲取到分布式鎖，業(yè)務(wù)lockkey一直存在于reids中，導(dǎo)致setnx操作一直失敗，所以不能獲取到分布式鎖
（2） 解決方法，使用對(duì)業(yè)務(wù)代碼進(jìn)行try…catch操作，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么使用finally對(duì)key進(jìn)行刪除
優(yōu)化代碼【2】
@GetMapping("getInt2")
public String fubushisuo2(){
//setIfAbsent的指令功能和redis命令中的setNx功能一樣,如果redis中已經(jīng)存在相同的key,則返回false
String lockkey = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
String lockvalue = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
boolean opsForSet = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockkey,lockvalue);
int productNumNow = 0;
//如果能夠成功的設(shè)置lockkey，這說明當(dāng)前獲取到分布式鎖
if (!opsForSet){
return "false";
}
try {
//獲取當(dāng)前商品的數(shù)量
int productNum = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("product"));
//然后對(duì)商品進(jìn)行出庫操作,即進(jìn)行減1
/*
* b業(yè)務(wù)邏輯
* */
if (productNum>0){
stringRedisTemplate.opsForValue().set("product", String.valueOf(productNum - 1));
productNumNow = productNum-1;
}else {
return "product=0";
}
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getCause());
}finally {
//然后進(jìn)行釋放鎖
stringRedisTemplate.delete(lockkey);
}
return "success="+productNumNow;
}
2.1.2.2反思代碼【2】
出現(xiàn)問題的情況：
如果這種情況也有會(huì)產(chǎn)生的情況，如果此時(shí)有多臺(tái)服務(wù)器都在運(yùn)行該方法，
其中有一個(gè)方法獲取到了分布式鎖，而在運(yùn)行下面的業(yè)務(wù)代碼時(shí)，此時(shí)該服務(wù)器突然宕機(jī)了，導(dǎo)致其他的不能獲取到分布式鎖，
解決方法：加上過期時(shí)間，但又服務(wù)宕機(jī)了，過了設(shè)置的時(shí)間后，redis會(huì)可以把key給刪除，這樣其他的的服務(wù)器就可以正常的進(jìn)行上鎖了。
優(yōu)化代碼【3】
@GetMapping("getInt3")
public String fubushisuo3(){
//setIfAbsent的指令功能和redis命令中的setNx功能一樣,如果redis中已經(jīng)存在相同的key,則返回false
String lockkey = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
String lockvalue = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
//[01] boolean opsForSet = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockkey,lockvalue);
//設(shè)置過期時(shí)間為10秒，但是如果使用該命令，沒有原子性，可能執(zhí)行expire前宕機(jī)了，而不是設(shè)置過期時(shí)間，
//[02] stringRedisTemplate.expire(lockkey, Duration.ofSeconds(10));
//使用setIfAbsent(lockkey,lockvalue,10,TimeUnit.SECONDS);代碼代替上面[01],[02]行代碼
Boolean opsForSet = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockkey, lockvalue, 10, TimeUnit.SECONDS);
int productNumNow = 0;
//如果能夠成功的設(shè)置lockkey，這說明當(dāng)前獲取到分布式鎖
if (!opsForSet){
return "false";
}
try {
//獲取當(dāng)前商品的數(shù)量
int productNum = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("product"));
//然后對(duì)商品進(jìn)行出庫操作,即進(jìn)行減1
/*
* c業(yè)務(wù)邏輯
* */
if (productNum>0){
stringRedisTemplate.opsForValue().set("product", String.valueOf(productNum - 1));
productNumNow = productNum-1;
}else {
return "product=0";
}
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getCause());
}finally {
//然后進(jìn)行釋放鎖
stringRedisTemplate.delete(lockkey);
}
return "success="+productNumNow;
}
2.1.2.3 反思優(yōu)化代碼【3】
出現(xiàn)問題的情況：
如果c業(yè)務(wù)邏輯持續(xù)超過了設(shè)置時(shí)間，導(dǎo)致redis中的lockkey過期了，
而其他的用戶此時(shí)訪問該方法時(shí)獲取到鎖了，而在此時(shí)，之前的的c業(yè)務(wù)邏輯也執(zhí)行完成了，但是他會(huì)執(zhí)行delete，把lcokkey刪除了。導(dǎo)致分布式鎖出錯(cuò)。
例子：在12:01:55的時(shí)刻，有一個(gè)A來執(zhí)行該getInt3方法，并且成功獲取到鎖，但是A執(zhí)行了10秒后還不能完成業(yè)務(wù)邏輯，導(dǎo)致redis中的鎖過期了，而在11秒的時(shí)候有B來執(zhí)行g(shù)etint3方法，因?yàn)閗ey被A刪除了，導(dǎo)致B能夠成功的獲取redis鎖，而在B獲取鎖后，A因?yàn)閳?zhí)行完成了，然后把reids中的key給刪除了，但是我們注意的是，A刪除的鎖是B加上去的，而A的鎖是因?yàn)檫^期了，才被redis自己刪除了，因此這導(dǎo)致了C如果此時(shí)來時(shí)也能獲取redis分布式鎖
解決方法：使用UUID，產(chǎn)生一個(gè)隨機(jī)數(shù)，當(dāng)要進(jìn)行delete（刪除）redis中key時(shí)，判斷是不是之前自己設(shè)置的UUID
代碼優(yōu)化【4】
@GetMapping("getInt4")
public String fubushisuo4(){
//setIfAbsent的指令功能和redis命令中的setNx功能一樣,如果redis中已經(jīng)存在相同的key,則返回false
String lockkey = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
//獲取UUID
String lockvalue = UUID.randomUUID().toString();
Boolean opsForSet = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockkey, lockvalue, 10, TimeUnit.SECONDS);
int productNumNow = 0;
//如果能夠成功的設(shè)置lockkey，這說明當(dāng)前獲取到分布式鎖
if (!opsForSet){
return "false";
}
try {
//獲取當(dāng)前商品的數(shù)量
int productNum = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("product"));
//然后對(duì)商品進(jìn)行出庫操作,即進(jìn)行減1
/*
* c業(yè)務(wù)邏輯
* */
if (productNum>0){
stringRedisTemplate.opsForValue().set("product", String.valueOf(productNum - 1));
productNumNow = productNum-1;
}else {
return "product=0";
}
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getCause());
}finally {
//進(jìn)行釋放鎖
if (lockvalue==stringRedisTemplate.opsForValue().get(lockkey)){
stringRedisTemplate.delete(lockkey);
}
}
return "success="+productNumNow;
}
2.1.2.4 反思優(yōu)化代碼【4】
出現(xiàn)問題的情況：
此時(shí)該方法是比較完美的，一般并發(fā)不是超級(jí)大的情況下都可以進(jìn)行使用，但是關(guān)于key的過期時(shí)間需要根據(jù)業(yè)務(wù)執(zhí)行的時(shí)間，進(jìn)行設(shè)置，防止在業(yè)務(wù)還沒執(zhí)行完時(shí)，key就過期了.
解決方法：目前有很多redis的分布式鎖的框架，其中redisson用的是比較多的
2.2 使用redisson進(jìn)行實(shí)現(xiàn)分布式鎖
先添加redisson的maven依賴
<dependency>
<groupId>org.redisson</groupId>
<artifactId>redisson</artifactId>
<version>3.11.1</version>
</dependency>
redisson的bean配置
@Configuration
public class RedissonConfigure {
@Bean
public Redisson redisson(){
Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("redis://27.196.106.42:6380").setDatabase(0);
return (Redisson) Redisson.create(config);
}
}
實(shí)現(xiàn)分布式鎖代碼如下
@GetMapping("getInt5")
public String fubushisuo5(){
//setIfAbsent的指令功能和redis命令中的setNx功能一樣,如果redis中已經(jīng)存在相同的key,則返回false
String lockkey = "yigehaimeirumengdechengxuyuan";
//獲取UUID
RLock lock = redisson.getLock(lockkey);
lock.lock();
int productNumNow = 0;
//如果能夠成功的設(shè)置lockkey，這說明當(dāng)前獲取到分布式鎖
try {
//獲取當(dāng)前商品的數(shù)量
int productNum = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("product"));
//然后對(duì)商品進(jìn)行出庫操作,即進(jìn)行減1
/*
* c業(yè)務(wù)邏輯
* */
if (productNum>0){
stringRedisTemplate.opsForValue().set("product", String.valueOf(productNum - 1));
productNumNow = productNum-1;
}else {
return "product=0";
}
}catch (Exception e){
System.out.println(e.getCause());
}finally {
lock.unlock();
}
//然后進(jìn)行釋放鎖
return "success="+productNumNow;
}
從面就能看到，redisson實(shí)現(xiàn)分布式鎖是非常簡單的，只要簡單的幾條命令就能實(shí)現(xiàn)分布式鎖的功能的。
redisson實(shí)現(xiàn)分布式鎖的只要原理如下：
redisson使用了Lua腳本語言使得命令既有原子性，redisson獲取鎖時(shí)，會(huì)給key設(shè)置30秒的過期是按，同時(shí)redisson會(huì)記錄當(dāng)前請(qǐng)求的線程編號(hào)，然后定時(shí)的去檢查該線程的狀態(tài)，如果還處于執(zhí)行狀態(tài)的話，而且key差不多要超期過時(shí)時(shí)，redisson會(huì)修改key的過期時(shí)間，一般增加10秒。這樣就可以動(dòng)態(tài)的設(shè)置key的過期時(shí)間了，彌補(bǔ)了優(yōu)化代碼【4】的片段
到此這篇關(guān)于redis分布式鎖詳解(優(yōu)化redis分布式鎖的過程及Redisson使用)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)redis分布式鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索本站以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持本站！
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