詳解基于redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖
前言
為了保證一個(gè)在高并發(fā)存場(chǎng)景下只能被同一個(gè)線程操作,java并發(fā)處理提供ReentrantLock或Synchronized進(jìn)行互斥控制。但是這僅僅對(duì)單機(jī)環(huán)境有效。我們實(shí)現(xiàn)分布式鎖大概通過(guò)三種方式。
- redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖
- 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)分布式鎖
- zk實(shí)現(xiàn)分布式鎖
原理剖析
上述三種分布式鎖都是通過(guò)各自為依據(jù)對(duì)各個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行上鎖,解鎖從而控制放行還是拒絕。redis鎖是基于其提供的setnx命令。
setnx當(dāng)且僅當(dāng)key不存在。若給定key已經(jīng)存在,則setnx不做任何動(dòng)作。setnx是一個(gè)原子性操作。
和數(shù)據(jù)庫(kù)分布式相比,因?yàn)閞edis內(nèi)存輕量。所以redis分布式鎖性能更好
實(shí)現(xiàn)
原理很簡(jiǎn)單。結(jié)合springboot項(xiàng)目我們實(shí)現(xiàn)一套通過(guò)注解形式對(duì)接口進(jìn)行庫(kù)存上鎖案例進(jìn)行理解
編寫注解
我們編寫注解。方便我們?cè)诮涌谏咸砑幼⒔馓峁r截信息
@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
public @interface StockLock {
/**
*
* @Description 鎖key的前綴
* @Date 15:25 2020年03月25日, 0025
* @Param []
* @return java.lang.String
*/
String prefix() default "";
/**
*
* @Description key的分隔符
* @Date 15:27 2020年03月25日, 0025
* @Param []
* @return java.lang.String
*/
String delimiter() default ":";
}
@Target({ElementType.PARAMETER , ElementType.METHOD , ElementType.FIELD})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Inherited
public @interface StockParam {
/*
* @Description 組成key
* @Date 11:11 2020年03月26日, 0026
* @Param []
* @return java.lang.String[]
*/
String[] names() default {""};
}
攔截器攔截
redis分布式鎖實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵就是攔截器的編寫。上面的注解只是為了實(shí)現(xiàn)攔截的一個(gè)輔助。
@Around("execution(public * *(..)) && @annotation(com.ay.framework.order.redis.product.StockLock)")
通過(guò)springboot的Around進(jìn)行針對(duì)StockLock注解的攔截。通過(guò)攔截我們可以獲取到攔截的方法、參數(shù)、及需要的鎖的參數(shù)。
我們獲取到需要鎖的名稱這里叫做【a】之后通過(guò)redis的原子性操作對(duì)該key進(jìn)行遞減操作。
為了方便我們?cè)谙鳒p庫(kù)存的時(shí)候可以對(duì)庫(kù)存進(jìn)行更新操作。我們?cè)谶f減庫(kù)存前還需要借助于另一把鎖。 這一把鎖我們叫做【a_key】
換句話說(shuō)我們接口想訪問(wèn)就必須獲取【a】鎖,拿到【a】鎖需要減少庫(kù)存。減少庫(kù)存之前需要獲取【a_key】鎖。
拿到鎖之后處理完邏輯之后我們需要釋放對(duì)應(yīng)鎖。
RedisAtomicLong entityIdCounter = new RedisAtomicLong(lockKey, redisTemplate.getConnectionFactory());
if (redisTemplate.hasKey(CoreConstants.UPDATEPRODUCTREDISLOCKKEY + lockKey)) {
//表示lockKey的庫(kù)存信息有變動(dòng)。此時(shí)無(wú)法進(jìn)行交易
throw new BusinessException("庫(kù)存變動(dòng)。暫無(wú)法交易");
}
Long increment = entityIdCounter.decrementAndGet();
if (increment >= 0) {
try {
Object proceed = pjp.proceed();
} catch (Throwable throwable) {
//所占資源需要釋放回資源池
while (!redisLock.tryGetLock(CoreConstants.UPDATEPRODUCTREDISLOCKKEY + lockKey, "")) {
}
//表示lockKey的庫(kù)存信息有變動(dòng)。此時(shí)無(wú)法進(jìn)行交易
long l = entityIdCounter.incrementAndGet();
if (l < 1) {
redisTemplate.opsForValue().set(lockKey,1);
}
redisLock.unLock(CoreConstants.UPDATEPRODUCTREDISLOCKKEY + lockKey);
throwable.printStackTrace();
}
} else {
redisTemplate.opsForValue().set(lockKey,0);
throw new BusinessException("庫(kù)存不足!無(wú)法操作");
}
因?yàn)槲覀兩湘i就需要釋放鎖。但是程序在中途處理業(yè)務(wù)是發(fā)生異常導(dǎo)致沒(méi)有走到釋放鎖的步驟。這個(gè)時(shí)候就導(dǎo)致我們的分布式鎖一直被鎖。俗稱【死鎖】。為了避免這種場(chǎng)景的發(fā)生。我們常常在上鎖的時(shí)候給一個(gè)有效期。有效期已過(guò)自動(dòng)釋放鎖。這個(gè)特性恰好和redis的過(guò)期策略不摩爾和。
上述提及工具
RedisLock
public Boolean tryGetLock(String key , String value) {
return tryGetLock(key, value, -1, TimeUnit.DAYS);
}
public Boolean tryGetLock(String key , String value, Integer expire) {
return tryGetLock(key, value, expire, TimeUnit.SECONDS);
}
public Boolean tryGetLock(String key , String value, Integer expire , TimeUnit timeUnit) {
ValueOperations operations = redisTemplate.opsForValue();
if (operations.setIfAbsent(key, value)) {
//說(shuō)明 redis沒(méi)有該key , 換言之 加鎖成功 設(shè)置過(guò)期時(shí)間防止死鎖
if (expire > 0) {
redisTemplate.expire(key, expire, timeUnit);
}
return true;
}
return false;
}
public Boolean unLock(String key) {
return redisTemplate.delete(key);
}
StockKeyGenerator
@Component()
@Primary
public class StockKeyGenerator implements CacheKeyGenerator {
@Override
public String getLockKey(ProceedingJoinPoint pjp) {
//獲取方法簽名
MethodSignature signature = (MethodSignature) pjp.getSignature();
Method method = signature.getMethod();
//獲取方法cacheLock注解
StockLock stockLock = method.getAnnotation(StockLock.class);
//獲取方法參數(shù)
Object[] args = pjp.getArgs();
Parameter[] parameters = method.getParameters();
StringBuilder builder = new StringBuilder();
for (int i = 0; i < parameters.length; i++) {
StockParam stockParam = parameters[i].getAnnotation(StockParam.class);
Object arg = args[i];
if (arg instanceof Map) {
Map<String, Object> temArgMap = (Map<String, Object>) arg;
String[] names = stockParam.names();
for (String name : names) {
if (builder.length() > 0) {
builder.append(stockLock.delimiter());
}
builder.append(temArgMap.get(name));
}
}
}
return builder.toString();
}
}
問(wèn)題分析
上面分析了一個(gè)死鎖的場(chǎng)景,理論上出了死鎖我們r(jià)edis分布鎖很好的解決了分布式問(wèn)題。但是還是會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。下面列舉寫小編遇到的問(wèn)題。
業(yè)務(wù)處理時(shí)間>上鎖過(guò)期時(shí)間
- a線程獲取到鎖,開始進(jìn)行業(yè)務(wù)處理需要8S
- 在8S內(nèi),鎖的有效期是5S,在鎖過(guò)期后也就是第6S , b線程進(jìn)入開始獲取鎖這個(gè)時(shí)候b是可以獲取到新鎖的。這個(gè)時(shí)候就是有問(wèn)題的。
- 假設(shè)b線程業(yè)務(wù)處理只需要3S , 但是因?yàn)閍線程釋放了鎖,所以在第8S的時(shí)候雖然b線程沒(méi)有釋放鎖,b的鎖也沒(méi)有過(guò)期但是這時(shí)候也沒(méi)有了鎖。從而導(dǎo)致C線程也可以進(jìn)入
以上就是詳解基于redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于基于redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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