Technology 2/2/2021
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一步步带你实现redis分布式锁

java , redis , 分布式 ,, 缓存
一步步带你实现redis分布式锁

使用场景:

抢购活动,限量供应;

首先第一步设计:将库存信息放入redis进行缓存;

public class DistributedRedis {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    private void buyGoods(){
        // 获取key对应的数据
        Integer stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
        // 如果库存大于0,对库存减1
        if(null != stock && stock > 0){
            int realStock = stock - 1;
            // 将修改后的库存放入redis
            redisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock);
            System.out.println("库存扣减成功,当前库存为:" + realStock);
        } else {
            System.out.println("库存扣减失败");
        }
    }
}

问题一:高并发场景下会出现库存扣减异常;

以上代码存在一个问题:当高并发场景下,会有多个请求同时获取到同样的数据,然后进行操作,实际上操作了多次,但是库存只减了一次;
那这样的场景的解决方案有:

  1. 加synchronized锁,示例如下:
public class DistributedRedis {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    private void buyGoods(){
 		  // 加同步锁
        synchronized (this){
            // 获取key对应的数据
            Integer stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            // 如果库存大于0,对库存减1
            if(null != stock && stock > 0){
                int realStock = stock - 1;
                // 将修改后的库存放入redis
                redisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock);
                System.out.println("库存扣减成功,当前库存为:" + realStock);
            } else {
                System.out.println("库存扣减失败");
            }
        }

    }
}

问题二:多实例部署,synchronized锁失效的问题;

当服务为单机的情况下,加synchronized是可以解决问题的,但是如果多实例部署,那么这个锁就没有效果了;针对新产生的这个问题,可以通过使用redis.setnx()方法来解决;使用redistemplate,操作的是setIfAbsent()方法:

public class DistributedRedis {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    private void buyGoods() {
//        synchronized (this){
        String lockKey = "stockLock";
        // 针对多实例部署,可以使用setIfAbsent()方法,这个代码实际是redis.setNx()方法
        Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119);
        if (null == aBoolean || !aBoolean) {
            return;
        }
        // 获取key对应的数据
        Integer stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
        // 如果库存大于0,对库存减1
        if (null != stock && stock > 0) {
            int realStock = stock - 1;
            // 将修改后的库存放入redis
            redisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock);
            System.out.println("库存扣减成功,当前库存为:" + realStock);
        } else {
            System.out.println("库存扣减失败");
        }
		  // 操作完成之后,删除锁
        redisTemplate.delete(lockKey);
//        }

    }
}

问题三:当方法执行过程中代码执行出现异常,锁无法删除的问题:

当方法执行时,如果中间某一步执行发生异常,那么后面的代码是无法执行到的,那也就是说,redistemplate.delete()是执行不到的;这时候的解决方案是使用try-finally或者try-with-resource来解决,代码示例如下;

public class DistributedRedis {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    private void buyGoods() {
//        synchronized (this){
        String lockKey = "stockLock";
        try {
            // 针对多实例部署,可以使用setIfAbsent()方法,这个代码实际是redis.setNx()方法
            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119);
            if (null == aBoolean || !aBoolean) {
                return;
            }
            // 获取key对应的数据
            Integer stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            // 如果库存大于0,对库存减1
            if (null != stock && stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 将修改后的库存放入redis
                redisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock);
                System.out.println("库存扣减成功,当前库存为:" + realStock);
            } else {
                System.out.println("库存扣减失败");
            }
            
//        }
        } finally {
            // 操作完成之后,删除锁
            redisTemplate.delete(lockKey);
        }
    }
}

问题四:如果方法执行过程中,服务整个挂掉了,那么加的锁会一直存在的问题;

当方法执行过程中,服务挂掉了,或者重启了,那没有释放掉的锁会一直存在,解决方案是给这个锁设置一个失效时间;

设置失效方法有两种:

  1. 先设置锁,在自行设置失效时间;
  2. 在设置锁的同时(并非真正同时,而是redis自己实现的原子操作)设置失效时间;
public class DistributedRedis {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    private void buyGoods() {
//        synchronized (this){
        String lockKey = "stockLock";
        try {
            // 针对多实例部署,可以使用setIfAbsent()方法,这个代码实际是redis.setNx()方法
            // 给锁设置失效时间,方法有两种:一种是先设置锁,然后在自行设置失效时间
//            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119);
//            redisTemplate.expire(lockKey, 15, TimeUnit.SECONDS);
            // 方法二:在设置锁的同时设置其失效时间
//            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119, Duration.of(15, ChronoUnit.SECONDS)); // 此方法是对下面的额方法传入的时间的一个封装
            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119, 15, TimeUnit.SECONDS);
            
            if (null == aBoolean || !aBoolean) {
                return;
            }
            // 获取key对应的数据
            Integer stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            // 如果库存大于0,对库存减1
            if (null != stock && stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 将修改后的库存放入redis
                redisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock);
                System.out.println("库存扣减成功,当前库存为:" + realStock);
            } else {
                System.out.println("库存扣减失败");
            }

//        }
        } finally {
            // 操作完成之后,删除锁
            redisTemplate.delete(lockKey);
        }
    }
}

问题五:当方法还没执行完,锁失效了的问题;

当服务多实例部署是,由于网络,服务器等原因,方法执行时间不等,可能存在在释放锁的时候,这个锁已经失效的情况,或者释放的锁不是本次操作添加的锁,那么这个锁也就失效了;解决方法是在加锁时,添加一个身份标识,在释放锁时,判断这个锁是否自己添加的,示例代码如下:

public class DistributedRedis {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    private void buyGoods() {
//        synchronized (this){
        String lockKey = "stockLock";
        int nextInt = 0;
        try {
            nextInt = new Random().nextInt(100);
            // 针对多实例部署,可以使用setIfAbsent()方法,这个代码实际是redis.setNx()方法
            // 给锁设置失效时间,方法有两种:一种是先设置锁,然后在自行设置失效时间
//            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119);
//            redisTemplate.expire(lockKey, 15, TimeUnit.SECONDS);
            // 方法二:在设置锁的同时设置其失效时间
//            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119, Duration.of(15, ChronoUnit.SECONDS)); // 此方法是对下面的额方法传入的时间的一个封装
            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, nextInt, 15, TimeUnit.SECONDS);

            if (null == aBoolean || !aBoolean) {
                return;
            }
            // 获取key对应的数据
            Integer stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            // 如果库存大于0,对库存减1
            if (null != stock && stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 将修改后的库存放入redis
                redisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock);
                System.out.println("库存扣减成功,当前库存为:" + realStock);
            } else {
                System.out.println("库存扣减失败");
            }

//        }
        } finally {
            // 操作完成之后,删除锁
            Integer lockValue = redisTemplate.opsForValue().get(lockKey);
            if(0 != nextInt && null != lockValue && nextInt == lockValue){
                redisTemplate.delete(lockKey);
            }
        }
    }
}

问题六:失效时间的长短怎么确定,不合适的失效时间如何解决;

当一个方法中使用redis分布式锁,它的失效时间确定多少为合适?这个问题可以通过使用redisson框架来解决,示例代码如下;

public class DistributedRedis {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;
    @Autowired
    private Redisson redisson;

    private void buyGoods() {
//        synchronized (this){
        String lockKey = "stockLock";
//        int nextInt = 0;
        RLock lock = redisson.getLock(lockKey);
        try {
            // 默认失效时间为-1,不失效
            lock.lock(15, TimeUnit.SECONDS);
//            nextInt = new Random().nextInt(100);
            // 针对多实例部署,可以使用setIfAbsent()方法,这个代码实际是redis.setNx()方法
            // 给锁设置失效时间,方法有两种:一种是先设置锁,然后在自行设置失效时间
//            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119);
//            redisTemplate.expire(lockKey, 15, TimeUnit.SECONDS);
            // 方法二:在设置锁的同时设置其失效时间
//            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, 119, Duration.of(15, ChronoUnit.SECONDS)); // 此方法是对下面的额方法传入的时间的一个封装
//            Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, nextInt, 15, TimeUnit.SECONDS);
//
//            if (null == aBoolean || !aBoolean) {
//                return;
//            }
            // 获取key对应的数据
            Integer stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            // 如果库存大于0,对库存减1
            if (null != stock && stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 将修改后的库存放入redis
                redisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock);
                System.out.println("库存扣减成功,当前库存为:" + realStock);
            } else {
                System.out.println("库存扣减失败");
            }

//        }
        } finally {
            // 操作完成之后,删除锁
//            Integer lockValue = redisTemplate.opsForValue().get(lockKey);
//            if(0 != nextInt && null != lockValue && nextInt == lockValue){
//                redisTemplate.delete(lockKey);
//            }
            lock.unlock();
        }
    }
}

Comments

  • 布吉岛: 9/23/2021

    一步一步很详细