redis实现分布式锁详解

为什么需要分布式锁

现在类似Dubbo、Springcloud等分布式微服务的技术越来越火热，主要原因是单体项目难以支撑高流量、高访问量的项目。为了降低服务的负载压力，大多数情况下都会把服务拆分集群部署在不同的服务器上。在这种场景下使用常规的JVM锁(Lock/Sync)是有问题的，其他服务是无法感知当前JVM锁的状态的，JVM锁也不能锁其他服务。所以需要一个分布式锁，所有的服务都是用统一的锁。现在比较常用的分布式锁就是redis、zookeeper和mysql。下面我将使用redis实现分布式锁：

环境准备

为了模拟集群环境，我们打开两个应用使用nginx做负载均衡，启动redis设置stock=5000模拟库存。创建下单接口/stock/deduct,客户端每访问一次接口库存就-1。
案例图

项目依赖

        <dependency>
            <groupId>lyx.gencode</groupId>
            <artifactId>gencode-mybatis</artifactId>
            <version>1.0</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>

        <!-- lombok -->
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>

        <!-- mysql -->
        <dependency>
            <groupId>mysql</groupId>
            <artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
        </dependency>
        <!-- mp -->
        <dependency>
            <groupId>com.baomidou</groupId>
            <artifactId>mybatis-plus-boot-starter</artifactId>
            <version>3.5.1</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>

controller

@RestController
@RequestMapping("/stock")
public class StockController {
    @Autowired
    private StockService stockService;
    @Value("${server.port}")
    private String port;


    @RequestMapping("/deduct")
    public String deduct(){
      stockService.deduct();
      return "hello,stock deduct-"+port;
    }
}

redis分布式锁基本实现

扣减库存方法

    /**
     * redis分布式锁
     */
    @Override
    public void deduct(){
        // 先拿到分布式锁
        while(!redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "lock")){
            // 线程随眠50毫秒
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // 如果上锁成功就扣减库存
        try{
            // 获取库存并-1
            String stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            if(!StringUtils.isEmpty(stock)){
                Integer count = Integer.valueOf(stock);
                if(count > 0){
                    redisTemplate.opsForValue().set("stock",String.valueOf(count-1));
                }
            }
        }finally {
            redisTemplate.delete("lock");
        }

    }

上面的代码实现了加锁和释放锁的操作，但还是存在问题，可能会存在死锁问题。假如上锁成功后代码执行到一半系统宕机，没有执行delete操作。这把锁就会一直存在，后面的请求无法获取到锁一直while空转，最终可能会导致所有服务器宕机。所以，我们需要给这把锁加上过期时间。

加上过期时间防止释放别人的锁

为了防止死锁等问题，需要给锁加上过期时间。加入10秒内无解锁操作将自动解锁。

        // 给锁加上10s的过期时间
        Boolean lockres = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "lock",10, TimeUnit.SECONDS);

那么问题又来了假如系统没有宕机，只是操作超时了，比如数据库连接用了11s，再执行释放锁会发生什么？
如下图,当操作超时后应用A的锁已经被自动释放了，最后还是会在finally代码块中执行释放锁的操作，但这把锁已经被另一个应用获取了，就会出现锁误删的情况。

加上UUID保证锁的唯一性

解铃还须系铃人！为了防止应用把别人的锁误删，我们还需要给每一把锁加上标识，在释放锁之前需要判断这把锁是否是自己的锁。如果是自己的锁才释放。这个问题很简单，只需要把锁的value设一个uuid，在finally代码块中对比value就可以了。

    /**
     * redis分布式锁
     */
    @Override
    public void deduct(){
        // 先拿到分布式锁
        String uuid= UUID.randomUUID().toString();
        while(!redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", uuid,10,TimeUnit.SECONDS)){
            // 线程随眠50毫秒
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // 如果上锁成功就扣减库存
        try{
            // 获取库存并-1
            String stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            if(!StringUtils.isEmpty(stock)){
                Integer count = Integer.valueOf(stock);
                if(count > 0){
                    redisTemplate.opsForValue().set("stock",String.valueOf(count-1));
                }
            }
        }finally {
                if(uuid.equals(redisTemplate.opsForValue().get("lock"))){
                redisTemplate.delete("lock");
            }
        }
    }

lua脚本保证删锁原子性

上面的代码看似天衣无缝了，但还是存在问题。假如系统执行到if(uuid.equals(redisTemplate.opsForValue().get(“lock”)))
判断为true正准备释放锁时锁过期了，应用B上锁，还是会出现误删的情况。
所以删锁操作必须是原子性的。我们可以通过lua脚本来实现原子性删锁。

    /**
     * redis分布式锁
     */
    @Override
    public void deduct(){
        // 先拿到分布式锁
        String uuid= UUID.randomUUID().toString();
        while(!redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", uuid,10,TimeUnit.SECONDS)){
            // 线程随眠50毫秒
            try {
                Thread.sleep(50);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
        // 如果上锁成功就扣减库存
        try{
            // 获取库存并-1
            String stock = redisTemplate.opsForValue().get("stock");
            if(!StringUtils.isEmpty(stock)){
                Integer count = Integer.valueOf(stock);
                if(count > 0){
                    redisTemplate.opsForValue().set("stock",String.valueOf(count-1));
                }
            }
        }finally {
            // 原子性解锁
            String script  = "if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] " +
                        " then " +
                        " return redis.call('del',KEYS[1])" +
                        " else " +
                        " return 0" +
                        " end";
            Boolean lock = redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<>(script, Boolean.class), Arrays.asList("lock"), arg);
            }
        }
    }

最后

以上就是淡然鸡翅为你收集整理的redis实现分布式锁详解的全部内容，希望文章能够帮你解决redis实现分布式锁详解所遇到的程序开发问题。

如果觉得靠谱客网站的内容还不错，欢迎将靠谱客网站推荐给程序员好友。