1.业务场景引入
在进行代码实现之前，我们先来看一个业务场景：
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3系统A是一个电商系统，目前是一台机器部署，系统中有一个用户下订单的接口，但是用户下订单之前一定要去检查一下库存，确保库存足够了才会给用户下单。 由于系统有一定的并发，所以会预先将商品的库存保存在redis中，用户下单的时候会更新redis的库存。
此时系统架构如下：
但是这样一来会产生一个问题：
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10假如某个时刻，redis里面的某个商品库存为1，此时两个请求同时到来，其中一个请求执行到上图的第3步，更新数据库的库存为0，但是第4步还没有执行。 而另外一个请求执行到了第2步，发现库存还是1，就继续执行第3步。 这样的结果，是导致卖出了2个商品，然而其实库存只有1个。 很明显不对啊！这就是典型的库存超卖问题 此时，我们很容易想到解决方案：用锁把2、3、4步锁住，让他们执行完之后，另一个线程才能进来执行第2步。
按照上面的图，在执行第2步时，使用Java提供的synchronized或者ReentrantLock来锁住，然后在第4步执行完之后才释放锁。
这样一来，2、3、4 这3个步骤就被“锁”住了，多个线程之间只能串行化执行。
但是好景不长，整个系统的并发飙升，一台机器扛不住了。现在要增加一台机器，如下图：
增加机器之后，系统变成上图所示，我的天！
假设此时两个用户的请求同时到来，但是落在了不同的机器上，那么这两个请求是可以同时执行了，还是会出现库存超卖的问题。
为什么呢？因为上图中的两个A系统，运行在两个不同的JVM里面，他们加的锁只对属于自己JVM里面的线程有效，对于其他JVM的线程是无效的。
因此，这里的问题是：Java提供的原生锁机制在多机部署场景下失效了
这是因为两台机器加的锁不是同一个锁(两个锁在不同的JVM里面)。
那么，我们只要保证两台机器加的锁是同一个锁，问题不就解决了吗？
此时，就该分布式锁隆重登场了，分布式锁的思路是：
任何场景下，一旦加锁，效率不可能会高，数据是安全的！
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4在整个系统提供一个全局、唯一的获取锁的“东西”，然后每个系统在需要加锁时，都去问这个“东西”拿到一把锁，这样不同的系统拿到的就可以认为是同一把锁。 至于这个“东西”，可以是Redis、Zookeeper，也可以是数据库。
通过上面的分析，我们知道了库存超卖场景在分布式部署系统的情况下使用Java原生的锁机制无法保证线程安全，所以我们需要用到分布式锁的方案。
那么，如何实现分布式锁呢？
2.分布式锁的实现
2.1.分布式锁的简单实现代码
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116package com.bruceliu.lock; import redis.clients.jedis.Jedis; import redis.clients.jedis.JedisPool; import redis.clients.jedis.Transaction; import redis.clients.jedis.exceptions.JedisException; import java.util.List; import java.util.UUID; /** * @BelongsProject: RedisLock * @BelongsPackage: com.bruceliu.lock * @Author: bruceliu * @QQ:1241488705 * @CreateTime: 2020-05-06 17:51 * @Description: 分布式锁简单实现 */ public class DistributedLock { private final JedisPool jedisPool; public DistributedLock(JedisPool jedisPool) { this.jedisPool = jedisPool; } /** * 加锁 * @param lockName 锁的key * @param acquireTimeout 获取超时时间 * @param timeout 锁的超时时间 * @return 锁标识 */ public String lockWithTimeout(String lockName, long acquireTimeout, long timeout) { Jedis conn = null; String retIdentifier = null; try { // 获取连接 conn = jedisPool.getResource(); // 随机生成一个value String identifier = UUID.randomUUID().toString(); // 锁名，即key值 String lockKey = "lock:" + lockName; // 超时时间，上锁后超过此时间则自动释放锁 int lockExpire = (int) (timeout / 1000); // 获取锁的超时时间，超过这个时间则放弃获取锁 long end = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout; while (System.currentTimeMillis() < end) { if (conn.setnx(lockKey, identifier) == 1) { conn.expire(lockKey, lockExpire); // 返回value值，用于释放锁时间确认 retIdentifier = identifier; return retIdentifier; } // 返回-1代表key没有设置超时时间，为key设置一个超时时间 if (conn.ttl(lockKey) == -1) { conn.expire(lockKey, lockExpire); } try { Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) { Thread.currentThread().interrupt(); } } } catch (JedisException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (conn != null) { conn.close(); } } return retIdentifier; } /** * 释放锁 * @param lockName 锁的key * @param identifier 释放锁的标识 * @return */ public boolean releaseLock(String lockName, String identifier) { Jedis conn = null; String lockKey = "lock:" + lockName; boolean retFlag = false; try { conn = jedisPool.getResource(); while (true) { // 监视lock，准备开始事务 conn.watch(lockKey); // 通过前面返回的value值判断是不是该锁，若是该锁，则删除，释放锁 if (identifier.equals(conn.get(lockKey))) { Transaction transaction = conn.multi(); transaction.del(lockKey); List<Object> results = transaction.exec(); if (results == null) { continue; } retFlag = true; } conn.unwatch(); break; } } catch (JedisException e) { e.printStackTrace(); } finally { if (conn != null) { conn.close(); } } return retFlag; } }
2.2.测试刚才实现的分布式锁
例子中使用50个线程模拟秒杀一个商品，使用–运算符来实现商品减少，从结果有序性就可以看出是否为加锁状态。
模拟秒杀服务，在其中配置了jedis线程池，在初始化的时候传给分布式锁，供其使用。
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43package com.bruceliu.lock; import redis.clients.jedis.JedisPool; import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig; /** * @BelongsProject: RedisLock * @BelongsPackage: com.bruceliu.lock * @Author: bruceliu * @QQ:1241488705 * @CreateTime: 2020-05-07 09:23 * @Description: TODO */ public class SkillService { private static JedisPool pool = null; private DistributedLock lock = new DistributedLock(pool); int n = 500; static { JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig(); // 设置最大连接数 config.setMaxTotal(200); // 设置最大空闲数 config.setMaxIdle(8); // 设置最大等待时间 config.setMaxWaitMillis(1000 * 100); // 在borrow一个jedis实例时，是否需要验证，若为true，则所有jedis实例均是可用的 config.setTestOnBorrow(true); pool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379, 3000); } public void seckill() { // 返回锁的value值，供释放锁时候进行判断 String identifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得了锁"); System.out.println(--n); lock.releaseLock("resource", identifier); } }
2.3.模拟线程进行秒杀服务
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37package com.bruceliu.lock; /** * @BelongsProject: RedisLock * @BelongsPackage: com.bruceliu.lock * @Author: bruceliu * @QQ:1241488705 * @CreateTime: 2020-05-07 09:24 * @Description: TODO */ public class TestLock { public static void main(String[] args) { SkillService service = new SkillService(); for (int i = 0; i < 50; i++) { ThreadA threadA = new ThreadA(service); threadA.setName("ThreadNameA->"+i); threadA.start(); } } } class ThreadA extends Thread { private SkillService skillService; public ThreadA(SkillService skillService) { this.skillService = skillService; } @Override public void run() { skillService.seckill(); } }
2.4.测试结果
若注释掉使用锁的部分：
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8public void seckill() { // 返回锁的value值，供释放锁时候进行判断 //String identifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000); System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "获得了锁"); System.out.println(--n); //lock.releaseLock("resource", identifier); }
从结果可以看出，有一些是异步进行的：
最后
以上就是无限天空最近收集整理的关于浅谈分布式锁的原理的全部内容，更多相关浅谈分布式锁内容请搜索靠谱客的其他文章。
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