Redis实现分布式锁的五种方法是什么
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1. 单机数据一致性单机数据一致性架构如下图所示:多个可客户访问同一个服务器,连接同一个数据库。
场景描述:客户端模拟购买商品过程,在Redis
中设定库存总数剩100个
,多个客户端同时并发购买。
@RestControllerpublicclassIndexController1{@AutowiredStringRedisTemplatetemplate;@RequestMapping("/buy1")publicStringindex(){//Redis中存有goods:001号商品,数量为100Stringresult=template.opsForValue().get("goods:001");//获取到剩余商品数inttotal=result==null?0:Integer.parseInt(result);if(total>0){//剩余商品数大于0,则进行扣减intrealTotal=total-1;//将商品数回写数据库template.opsForValue().set("goods:001",String.valueOf(realTotal));System.out.println("购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001");return"购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001";}else{System.out.println("购买商品失败,服务端口为8001");}return"购买商品失败,服务端口为8001";}}
使用Jmeter
模拟高并发场景,测试结果如下:
测试结果出现多个用户购买同一商品,发生了数据不一致问题!
解决办法:单体应用的情况下,对并发的操作进行加锁操作,保证对数据的操作具有原子性
synchronized
ReentrantLock
@RestControllerpublicclassIndexController2{//使用ReentrantLock锁解决单体应用的并发问题Locklock=newReentrantLock();@AutowiredStringRedisTemplatetemplate;@RequestMapping("/buy2")publicStringindex(){lock.lock();try{Stringresult=template.opsForValue().get("goods:001");inttotal=result==null?0:Integer.parseInt(result);if(total>0){intrealTotal=total-1;template.opsForValue().set("goods:001",String.valueOf(realTotal));System.out.println("购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001");return"购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001";}else{System.out.println("购买商品失败,服务端口为8001");}}catch(Exceptione){lock.unlock();}finally{lock.unlock();}return"购买商品失败,服务端口为8001";}}
2. 分布式数据一致性上面解决了单体应用的数据一致性问题,但如果是分布式架构部署呢,架构如下:
提供两个服务,端口分别为8001
、8002
,连接同一个Redis
服务,在服务前面有一台Nginx
作为负载均衡
两台服务代码相同,只是端口不同
将8001
、8002
两个服务启动,每个服务依然用ReentrantLock
加锁,用Jmeter
做并发测试,发现会出现数据一致性问题!
取消单机锁,下面使用redis
的set
命令来实现分布式加锁
SET KEY VALUE [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
EX seconds 设置指定的到期时间(以秒为单位)
PX milliseconds 设置指定的到期时间(以毫秒为单位)
NX 仅在键不存在时设置键
XX 只有在键已存在时才设置
@RestControllerpublicclassIndexController4{//Redis分布式锁的keypublicstaticfinalStringREDIS_LOCK="good_lock";@AutowiredStringRedisTemplatetemplate;@RequestMapping("/buy4")publicStringindex(){//每个人进来先要进行加锁,key值为"good_lock",value随机生成Stringvalue=UUID.randomUUID().toString().replace("-","");try{//加锁Booleanflag=template.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK,value);//加锁失败if(!flag){return"抢锁失败!";}System.out.println(value+"抢锁成功");Stringresult=template.opsForValue().get("goods:001");inttotal=result==null?0:Integer.parseInt(result);if(total>0){intrealTotal=total-1;template.opsForValue().set("goods:001",String.valueOf(realTotal));//如果在抢到所之后,删除锁之前,发生了异常,锁就无法被释放,//释放锁操作不能在此操作,要在finally处理//template.delete(REDIS_LOCK);System.out.println("购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001");return"购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001";}else{System.out.println("购买商品失败,服务端口为8001");}return"购买商品失败,服务端口为8001";}finally{//释放锁template.delete(REDIS_LOCK);}}}
上面的代码,可以解决分布式架构中数据一致性问题。但再仔细想想,还是会有问题,下面进行改进。
3.2 方式二(改进方式一)在上面的代码中,如果程序在运行期间,部署了微服务jar
包的机器突然挂了,代码层面根本就没有走到finally
代码块,也就是说在宕机前,锁并没有被删除掉,这样的话,就没办法保证解锁
所以,这里需要对这个key
加一个过期时间,Redis
中设置过期时间有两种方法:
template.expire(REDIS_LOCK,10, TimeUnit.SECONDS)
template.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value,10L,TimeUnit.SECONDS)
第一种方法需要单独的一行代码,且并没有与加锁放在同一步操作,所以不具备原子性,也会出问题
第二种方法在加锁的同时就进行了设置过期时间,所有没有问题,这里采用这种方式
调整下代码,在加锁的同时,设置过期时间:
//为key加一个过期时间,其余代码不变Booleanflag=template.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK,value,10L,TimeUnit.SECONDS);
这种方式解决了因服务突然宕机而无法释放锁的问题。但再仔细想想,还是会有问题,下面进行改进。
3.3 方式三(改进方式二)方式二设置了key
的过期时间,解决了key
无法删除的问题,但问题又来了
上面设置了key
的过期时间为10
秒,如果业务逻辑比较复杂,需要调用其他微服务,处理时间需要15
秒(模拟场
景,别较真),而当10
秒钟过去之后,这个key
就过期了,其他请求就又可以设置这个key
,此时如果耗时15
秒
的请求处理完了,回来继续执行程序,就会把别人设置的key
给删除了,这是个很严重的问题!
所以,谁上的锁,谁才能删除
@RestControllerpublicclassIndexController6{publicstaticfinalStringREDIS_LOCK="good_lock";@AutowiredStringRedisTemplatetemplate;@RequestMapping("/buy6")publicStringindex(){//每个人进来先要进行加锁,key值为"good_lock"Stringvalue=UUID.randomUUID().toString().replace("-","");try{//为key加一个过期时间Booleanflag=template.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK,value,10L,TimeUnit.SECONDS);//加锁失败if(!flag){return"抢锁失败!";}System.out.println(value+"抢锁成功");Stringresult=template.opsForValue().get("goods:001");inttotal=result==null?0:Integer.parseInt(result);if(total>0){//如果在此处需要调用其他微服务,处理时间较长。。。intrealTotal=total-1;template.opsForValue().set("goods:001",String.valueOf(realTotal));System.out.println("购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001");return"购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001";}else{System.out.println("购买商品失败,服务端口为8001");}return"购买商品失败,服务端口为8001";}finally{//谁加的锁,谁才能删除!!!!if(template.opsForValue().get(REDIS_LOCK).equals(value)){template.delete(REDIS_LOCK);}}}}
这种方式解决了因服务处理时间太长而释放了别人锁的问题。这样就没问题了吗?
3.4 方式四(改进方式三)在上面方式三下,规定了谁上的锁,谁才能删除,但finally
快的判断和del
删除操作不是原子操作,并发的时候也会出问题,并发嘛,就是要保证数据的一致性,保证数据的一致性,最好要保证对数据的操作具有原子性。
在Redis
的set
命令介绍中,最后推荐Lua
脚本进行锁的删除,地址
@RestControllerpublicclassIndexController7{publicstaticfinalStringREDIS_LOCK="good_lock";@AutowiredStringRedisTemplatetemplate;@RequestMapping("/buy7")publicStringindex(){//每个人进来先要进行加锁,key值为"good_lock"Stringvalue=UUID.randomUUID().toString().replace("-","");try{//为key加一个过期时间Booleanflag=template.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK,value,10L,TimeUnit.SECONDS);//加锁失败if(!flag){return"抢锁失败!";}System.out.println(value+"抢锁成功");Stringresult=template.opsForValue().get("goods:001");inttotal=result==null?0:Integer.parseInt(result);if(total>0){//如果在此处需要调用其他微服务,处理时间较长。。。intrealTotal=total-1;template.opsForValue().set("goods:001",String.valueOf(realTotal));System.out.println("购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001");return"购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001";}else{System.out.println("购买商品失败,服务端口为8001");}return"购买商品失败,服务端口为8001";}finally{//谁加的锁,谁才能删除,使用Lua脚本,进行锁的删除Jedisjedis=null;try{jedis=RedisUtils.getJedis();Stringscript="ifredis.call('get',KEYS[1])==ARGV[1]"+"then"+"returnredis.call('del',KEYS[1])"+"else"+"return0"+"end";Objecteval=jedis.eval(script,Collections.singletonList(REDIS_LOCK),Collections.singletonList(value));if("1".equals(eval.toString())){System.out.println("-----delredislockok....");}else{System.out.println("-----delredislockerror....");}}catch(Exceptione){}finally{if(null!=jedis){jedis.close();}}}}}3.5 方式五(改进方式四)
在方式四下,规定了谁上的锁,谁才能删除,并且解决了删除操作没有原子性问题。但还没有考虑缓存续命,以及Redis
集群部署下,异步复制造成的锁丢失:主节点没来得及把刚刚set
进来这条数据给从节点,就挂了。所以直接上RedLock
的Redisson
落地实现。
@RestControllerpublicclassIndexController8{publicstaticfinalStringREDIS_LOCK="good_lock";@AutowiredStringRedisTemplatetemplate;@AutowiredRedissonredisson;@RequestMapping("/buy8")publicStringindex(){RLocklock=redisson.getLock(REDIS_LOCK);lock.lock();//每个人进来先要进行加锁,key值为"good_lock"Stringvalue=UUID.randomUUID().toString().replace("-","");try{Stringresult=template.opsForValue().get("goods:001");inttotal=result==null?0:Integer.parseInt(result);if(total>0){//如果在此处需要调用其他微服务,处理时间较长。。。intrealTotal=total-1;template.opsForValue().set("goods:001",String.valueOf(realTotal));System.out.println("购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001");return"购买商品成功,库存还剩:"+realTotal+"件,服务端口为8001";}else{System.out.println("购买商品失败,服务端口为8001");}return"购买商品失败,服务端口为8001";}finally{if(lock.isLocked()&&lock.isHeldByCurrentThread()){lock.unlock();}}}}
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