Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖(入門)

單機(jī)版redis解決方案(redis集群還在學(xué))
此博客解決方案適用于絕大部分業(yè)務(wù)場(chǎng)景,不能容忍任何一點(diǎn)的race condition(如錢相關(guān)的業(yè)務(wù))并不適用
原理分析參考另一篇博客

什么分布式鎖?
  • 本地鎖:在多個(gè)線程中,保證只有一個(gè)線程執(zhí)行(線程安全的問(wèn)題)

  • 分布鎖:在分布式中,保證只有一個(gè)jvm執(zhí)行(多個(gè)jvm線程安全問(wèn)題)
    如果我們服務(wù)器是集群的時(shí)候,定時(shí)任務(wù)可能會(huì)重復(fù)執(zhí)行 可以采用分布式鎖解決

分布式鎖解決方案:
  • 基于數(shù)據(jù)庫(kù)方式實(shí)現(xiàn)
  • 基于Zk方式實(shí)現(xiàn) 采用臨時(shí)節(jié)點(diǎn)+事件通知
  • 基于Redis方式實(shí)現(xiàn) setnx 方式
解決分布式鎖核心思路:
  • 獲取鎖
    多個(gè)不同的jvm 同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)相同的標(biāo)記(全局唯一的) 只要誰(shuí)能夠創(chuàng)建成功誰(shuí)就能夠獲取鎖
  • 釋放鎖
    釋放該全局唯一的標(biāo)記,其他的jvm重新進(jìn)入到獲取鎖資源。
  • 超時(shí)鎖(沒(méi)有獲取鎖、已經(jīng)獲取鎖)
    等待獲取鎖的超時(shí)時(shí)間
    已經(jīng)獲取到鎖 鎖的有效期 5s
分析:基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖思路
  • 獲取鎖
    多個(gè)不同的jvm 同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)相同的標(biāo)記使用Setnx命令,因?yàn)镽ediskey必須保證是唯一的,只要誰(shuí)能夠創(chuàng)建成功誰(shuí)就能夠獲取鎖
    Set命令的時(shí)候:如果key不存在則創(chuàng)建,如果key已經(jīng)存在則修改原值;
    SetNx命令: 如果key不存在則創(chuàng)建 返回1,如果已經(jīng)存在則不執(zhí)行任何操作返回0
    1 不存在創(chuàng)建成功 0 已經(jīng)存在 不執(zhí)行任何操作。

  • 釋放鎖
    對(duì)我們的redis的key設(shè)置一個(gè)有效期(或者是主動(dòng)刪除該key)可以靈活的自動(dòng)的釋放該全局唯一的標(biāo)記,其他的jvm重新進(jìn)入到獲取鎖資源。

  • 超時(shí)鎖(沒(méi)有獲取鎖、已經(jīng)獲取鎖)
    等待獲取鎖的超時(shí)時(shí)間
    已經(jīng)獲取到鎖 鎖的有效期 5s

分析基于Zk實(shí)現(xiàn)分布式鎖思路
  • 獲取鎖
    多個(gè)不同的jvm在zk集群上創(chuàng)建一個(gè)相同的全局唯一的臨時(shí)路徑,只要誰(shuí)能夠創(chuàng)建成功誰(shuí)就能夠獲取到鎖。
    分析:臨時(shí)節(jié)點(diǎn)對(duì)我們節(jié)點(diǎn)設(shè)置有效期

  • 釋放鎖
    人為主動(dòng)刪除該節(jié)點(diǎn)或者使用Session有效期

  • 超時(shí)鎖(沒(méi)有獲取鎖、已經(jīng)獲取鎖)
    等待獲取鎖的超時(shí)時(shí)間
    已經(jīng)獲取到鎖 鎖的有效期 5s

代碼實(shí)現(xiàn)
  • maven依賴
   <dependency>
        <groupId>redis.clients</groupId>
        <artifactId>jedis</artifactId>
        <version>2.9.0</version>
    </dependency>
    <!--用于判斷字符串是否為空,測(cè)試類用到了-->
    <dependency>
         <groupId>org.apache.commons</groupId>
         <artifactId>commons-lang3</artifactId>
         <version>3.9</version>
    </dependency>
  • redis工具類配置redis
public class RedisUtil {
    //protected static Logger logger = Logger.getLogger(RedisUtil.class);
    
    private static String IP = "你自己的redis IP";

    //Redis的端口號(hào)
    private static int PORT = 6379;

    //可用連接實(shí)例的最大數(shù)目,默認(rèn)值為8;
    //如果賦值為-1,則表示不限制;如果pool已經(jīng)分配了maxActive個(gè)jedis實(shí)例,則此時(shí)pool的狀態(tài)為exhausted(耗盡)。
    private static int MAX_ACTIVE = 100;

    //控制一個(gè)pool最多有多少個(gè)狀態(tài)為idle(空閑的)的jedis實(shí)例,默認(rèn)值也是8。
    private static int MAX_IDLE = 20;

    //等待可用連接的最大時(shí)間,單位毫秒,默認(rèn)值為-1,表示永不超時(shí)。如果超過(guò)等待時(shí)間,則直接拋出JedisConnectionException;
    private static int MAX_WAIT = 3000;

    private static int TIMEOUT = 3000;

    //在borrow一個(gè)jedis實(shí)例時(shí),是否提前進(jìn)行validate操作;如果為true,則得到的jedis實(shí)例均是可用的;
    private static boolean TEST_ON_BORROW = true;

    //在return給pool時(shí),是否提前進(jìn)行validate操作;
    private static boolean TEST_ON_RETURN = true;

    private static JedisPool jedisPool = null;

    /**
     * redis過(guò)期時(shí)間,以秒為單位
     */
    public final static int EXRP_HOUR = 60 * 60; //一小時(shí)
    public final static int EXRP_DAY = 60 * 60 * 24; //一天
    public final static int EXRP_MONTH = 60 * 60 * 24 * 30; //一個(gè)月

    /**
     * 初始化Redis連接池
     */
    private static void initialPool() {
        try {
            JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
            config.setMaxTotal(MAX_ACTIVE);
            config.setMaxIdle(MAX_IDLE);
            config.setMaxWaitMillis(MAX_WAIT);
            config.setTestOnBorrow(TEST_ON_BORROW);

            jedisPool = new JedisPool(config, IP, PORT, TIMEOUT);
          //有密碼用下面這種構(gòu)造方法
          // jedisPool = new JedisPool(config, IP, PORT, TIMEOUT, "123456");
        } catch (Exception e) {
            //logger.error("First create JedisPool error : "+e);
            e.getMessage();
        }
    }

    /**
     * 在多線程環(huán)境同步初始化
     */
    private static synchronized void poolInit() {
        if (jedisPool == null) {
            initialPool();
        }
    }

    /**
     * 同步獲取Jedis實(shí)例
     *
     * @return Jedis
     */
    public synchronized static Jedis getJedis() {
        if (jedisPool == null) {
            poolInit();
        }
        Jedis jedis = null;
        try {
            if (jedisPool != null) {
                jedis = jedisPool.getResource();
            }
        } catch (Exception e) {
            e.getMessage();
            // logger.error("Get jedis error : "+e);
        }
        return jedis;
    }

    /**
     * 釋放jedis資源
     *
     * @param jedis
     */
    public static void returnResource(final Jedis jedis) {
        if (jedis != null && jedisPool != null) {
            jedisPool.returnResource(jedis);
        }
    }

    public static Long sadd(String key, String... members) {
        Jedis jedis = null;
        Long res = null;
        try {
            jedis = getJedis();
            res = jedis.sadd(key, members);
        } catch (Exception e) {
            //logger.error("sadd  error : "+e);
            e.getMessage();
        }
        return res;
    }
}
  • 分布式鎖實(shí)現(xiàn)工具類
public class RedisLock {

    private static int lockSuccss = 1;

    /**
     * @param lockKey      在Redis中創(chuàng)建的key值
     * @param notLockTime  嘗試獲取鎖超時(shí)時(shí)間
     * @return 返回lock成功值
     */
    public String getLock(String lockKey,int notLockTime, int timeOut){
        //獲取Redis連接
        Jedis jedis=RedisUtil.getJedis();
        //計(jì)算超時(shí)時(shí)間
        long endTime = System.currentTimeMillis() + notLockTime;
        try {
            //當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間小于endTime說(shuō)明獲取鎖沒(méi)有超時(shí)
            while (System.currentTimeMillis()<endTime){
                String lockValue = UUID.randomUUID().toString();
                // 當(dāng)多個(gè)不同的jvm同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)相同的rediskey 只要誰(shuí)能夠創(chuàng)建成功誰(shuí)就能夠獲取鎖
                if(jedis.setnx(lockKey,lockValue)==1){
                    jedis.expire(lockKey,timeOut/1000);
                    return lockValue;
                }
            }
        }catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }
        finally {
            if(jedis!=null){
                jedis.close();
            }
        }
        return null;
    }

    /**
     * 釋放鎖
     * @return
     */
    public boolean unLock(String lockKey,String lockValue){
        //獲取Redis連接
        Jedis jedis=RedisUtil.getJedis();
        try {
            // 判斷獲取鎖的時(shí)候保證自己刪除自己(防止空指針將lockValue寫前面,因?yàn)閞edis可能獲取到空值)
            if(lockValue.equals(jedis.get(lockKey))){
                return jedis.del(lockKey)>0 ? true:false;
            }
        }
        catch (Exception e){
            e.printStackTrace();
        }finally {
            if (jedis != null) {
                jedis.close();
            }
        }
        return false;
    }
}

  • 測(cè)試類
  public class TestService {

    private static final String LOCKKEY = "lock";

    public static void service() {
        // 1.獲取鎖
        RedisLock mayiktRedisLock = new RedisLock();
        String lockValue = mayiktRedisLock.getLock(LOCKKEY, 5000, 5000);
        if (StringUtils.isEmpty(lockValue)) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",獲取鎖失敗了");
            return;
        }
        // 執(zhí)行我們的業(yè)務(wù)邏輯
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ",獲取鎖成功:lockValue:" + lockValue);

        // 3.釋放鎖(設(shè)置了失效時(shí)間,不釋放也不會(huì)出現(xiàn)死鎖)
        mayiktRedisLock.unLock(LOCKKEY, lockValue);
    }

    public static void main(String[] args) {
        service();
    }

    /***
     *
     * 嘗試獲取鎖為什么次數(shù)限制?
     * 如果我們業(yè)務(wù)邏輯5s 內(nèi)沒(méi)有執(zhí)行完畢呢?
     *
     * 分場(chǎng)景:
     * 1.鎖的超時(shí)時(shí)間根據(jù)業(yè)務(wù)場(chǎng)景來(lái)預(yù)估
     * 2.可以自己延遲鎖的時(shí)間
     * 3.在提交事務(wù)的時(shí)候檢查鎖是否已經(jīng)超時(shí) 如果已經(jīng)超時(shí)則回滾(手動(dòng)回滾)否則提交。
     *
     * 僅限于單機(jī)版本
     */
}

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