概述
redis分布式锁实现多线程售票(附带源码实现)
使用redis setNx getSet方法 实现分布式锁,获取到锁的线程 将进行售票核心业务操作,具体见代码,欢迎讨论!
一.redis命令讲解:
setnx()命令:
setnx的含义就是SET if Not Exists,其主要有两个参数 setnx(key, value)。
该方法是原子的,如果key不存在,则设置当前key成功,返回1;如果当前key已经存在,则设置当前key失败,返回0。
get()命令:
get(key) 获取key的值,如果存在,则返回;如果不存在,则返回nil;
getset()命令:
这个命令主要有两个参数 getset(key, newValue)。该方法是原子的,对key设置newValue这个值,并且返回key原来的旧值。
假设key原来是不存在的,那么多次执行这个命令,会出现下边的效果:
1. getset(key, "value1") 返回nil 此时key的值会被设置为value1
2. getset(key, "value2") 返回value1 此时key的值会被设置为value2
3. 依次类推!
二.具体的使用步骤如下:
1. setnx(lockkey, 当前时间+过期超时时间) ,如果返回1,则获取锁成功;如果返回0则没有获取到锁,转向2。
2. get(lockkey)获取值oldExpireTime ,并将这个value值与当前的系统时间进行比较,如果小于当前系统时间,则认为这个锁已经超时,可以允许别的请求重新获取,转向3。
3. 计算newExpireTime=当前时间+过期超时时间,然后getset(lockkey, newExpireTime) 会返回当前lockkey的值currentExpireTime。
4. 判断currentExpireTime与oldExpireTime 是否相等,如果相等,说明当前getset设置成功,获取到了锁。如果不相等,说明这个锁又被别的请求获取走了,那么当前请求可以直接返回失败,或者继续重试。
5. 在获取到锁之后,当前线程可以开始自己的业务处理,当处理完毕后,比较自己的处理时间和对于锁设置的超时时间,如果小于锁设置的超时时间,则直接执行delete释放锁;如果大于锁设置的超时时间,则不需要再锁进行处理。
package redis.ticket;
import org.springframework.util.StopWatch;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;
import java.util.concurrent.CyclicBarrier;
import java.util.concurrent.ExecutorService;
import java.util.concurrent.Executors;
public class SellTicket implements Runnable {
//利用它可以实现类似计数器的功能。比如有一个任务A,它要等待其他4个任务执行完毕之后才能执行,此时就可以利用CountDownLatch来实现这种功能了。
private CountDownLatch count;
//通过它可以实现让一组线程等待至某个状态之后再全部同时执行。叫做回环是因为当所有等待线程都被释放以后,CyclicBarrier可以被重用。
private CyclicBarrier barrier;
private static final Integer Lock_Timeout = 10000;
private static final String lockKey = "LockKey";
private volatile boolean working = true;
public SellTicket(CountDownLatch count,CyclicBarrier barrier) {
this.count = count;
this.barrier = barrier;
}
private int num = 20; // 所有线程共享,总票数(多线程并发卖票)
@Override
public void run() {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"到达,等待中...");
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
try{
barrier.await(); // 此处阻塞 等所有线程都到位后一起进行抢票
if(Thread.currentThread().getName().equals("pool-1-thread-1")){
System.out.println("---------------全部线程准备就绪,开始抢票----------------");
}else {
Thread.sleep(5);
}
while (num > 0) {//有票就继续抢票
sellTicket(jedis);
}
count.countDown(); //当前线程结束后,计数器-1
}catch (Exception e){e.printStackTrace();}
}
public void sellTicket(Jedis jedis) {
try{
//该方法是原子的,如果key不存在,则设置当前key成功,返回1;如果当前key已经存在,则设置当前key失败,返回0。
//只有获取的锁的才允许减少票数
boolean getLock = tryLock(jedis,lockKey, Long.valueOf(10));
if(getLock){
//获得了锁开始执行
// Do your job
if (num > 0) {
System.out.print("=============="+Thread.currentThread().getName()+"=============== 售出票号" + num);
num--;
if(num!=0){
System.out.println(",还剩" + num + "张票--" );
} else {
System.out.println(",票已经票完!--");
working = false;
}
}
}
}catch(Exception e){
System.out.println(e);
}finally {
try {//当处理完毕后,比较自己的处理时间和对于锁设置的超时时间,如果小于锁设置的超时时间,则直接执行delete释放锁;如果大于锁设置的超时时间,则不需要再锁进行处理。
realseLock(jedis, lockKey);
Thread.sleep(600);
}catch (Exception e ) {
e.printStackTrace();
}
}
}
/**
* 释放锁
* @param jedis
* @param lockKey
*/
public void realseLock(Jedis jedis,String lockKey) {
if (!checkIfLockTimeout(jedis,System.currentTimeMillis(), lockKey)) {
jedis.del(lockKey);
System.out.println("=============="+Thread.currentThread().getName()+"=============== 释放锁!");
}
}
/**
* 获取锁
* @param jedis
* @param lockKey
* @param timeout
* @return
*/
public boolean tryLock(Jedis jedis,String lockKey, Long timeout) {
try {
Long currentTime = System.currentTimeMillis();//开始加锁的时间
boolean result = false;
while (true && working) {//在一定时间内不断的尝试去拿锁(自旋),自旋的过程中要判断一下票是否已经卖完了(因为是working是一个共享资源,是不安全的,所以要加一个volatile)
if ((System.currentTimeMillis() - currentTime) / 1000 > timeout) {//当前时间超过了设定的超时时间,竞争锁超时(因为多线程不是同步的,所以必须要判断)
System.out.println("---------------- try lock time out.");
break;
} else {
//尝试获取锁
result = innerTryLock(jedis,lockKey);
if (result) {
System.out.println("=============="+Thread.currentThread().getName()+"=============== 获取到锁,开始工作!");
break;
} else {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" Try to get the Lock,and wait 200 millisecond....");
Thread.sleep(200);
}
}
}
return result;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
return false;
}
}
/**
* 获取锁具体实现
* @param jedis
* @param lockKey
* @return
*/
private boolean innerTryLock(Jedis jedis,String lockKey) {
long currentTime = System.currentTimeMillis();//当前时间
String lockTimeDuration = String.valueOf(currentTime + Lock_Timeout + 1);//锁的持续时间
//该方法是原子的,如果key不存在,则设置当前key成功,返回1;如果当前key已经存在,则设置当前key失败,返回0。
Long result = jedis.setnx(lockKey, lockTimeDuration);
if (result == 1) { //返回1 代表第1次设置
return true;
} else {//如果不是第一次获取则失败,判断锁是否超时
if (checkIfLockTimeout(jedis,currentTime, lockKey)) {
//计算newExpireTime=当前时间+过期超时时间,然后getset(lockkey, newExpireTime) 会返回当前lockkey的值currentExpireTime。
// 判断currentExpireTime与oldExpireTime 是否相等,如果相等,说明当前getset设置成功,获取到了锁
// 如果不相等,说明这个锁又被别的请求获取走了,那么当前请求可以直接返回失败,或者继续重试
String preLockTimeDuration = jedis.getSet(lockKey, lockTimeDuration); //此处需要再判断一次
if(preLockTimeDuration == null){ //如果 返回值 为空, 代表获取到锁 否则 锁被其他线程捷足先登
return true;
}else{
if (currentTime > Long.parseLong(preLockTimeDuration)) {
return true;
}
}
}
return false;
}
}
/**
*
* @param jedis
* @param currentTime
* @param lockKey
* @return
*/
private boolean checkIfLockTimeout(Jedis jedis,Long currentTime, String lockKey) {
//get(lockkey)获取值oldExpireTime ,并将这个value值与当前的系统时间进行比较,如果小于当前系统时间,则认为这个锁已经超时,可以允许别的请求重新获取
String value = jedis.get(lockKey);
if (value == null) {
return true;
}else{
if (currentTime > Long.parseLong(value)) {//当前时间超过锁的持续时间
return true;
} else {
return false;
}
}
}
public static void main(String[] args) {
//设置五个窗口同时进行卖票(起五个线程模拟售票员)
int threadNum = 5;
final CyclicBarrier barrier = new CyclicBarrier(threadNum);
final CountDownLatch count = new CountDownLatch(threadNum); // 用于统计 执行时长(等所有的子线程执行完毕之后再执行主线程)
//需要监控不同方法的运行时间,知道性能瓶颈,利用springframework框架的工具类StopWatch可以快速方便的查看到每段代码运行的时间,准确确定性能瓶颈所在
StopWatch watch = new StopWatch();
watch.start();
//设置线程启动完毕之后同时开始抢票,使用barrier
TicketRunnable tickets = new TicketRunnable(count,barrier);
//创建一个线程池
ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(threadNum);
//ExecutorService executorService = Executors.newCachedThreadPool();
for (int i = 0; i < threadNum; i++) { //此处 设置数值 受限于 线程池中的数量
executorService.submit(tickets);
}
try {
count.await();
executorService.shutdown();
watch.stop();
System.out.println("耗 时:" + watch.getTotalTimeSeconds() + "秒");
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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最后
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