在公司的項目中用到了分布式鎖，但只會用卻不明白其中的規(guī)則所以寫一篇文章來記錄使用場景：交易服務(wù)，使用redis分布式鎖，防止重復(fù)提交訂單，出現(xiàn)超賣問題

分布式鎖的實現(xiàn)方式

redis是如何實現(xiàn)加鎖的？

在redis中，有一條命令，實現(xiàn)鎖

SETNX key value

該命令的作用是將 key 的值設(shè)為 value ，當(dāng)且僅當(dāng) key 不存在。若給定的 key 已經(jīng)存在，則 SETNX 不做任何動作。設(shè)置成功，返回 1 ；設(shè)置失敗，返回 0

使用 redis 來實現(xiàn)鎖的邏輯就是這樣的

線程 1 獲取鎖 -- > setnx lockKey lockvalue -- > 1 獲取鎖成功線程 2 獲取鎖 -- > setnx lockKey lockvalue -- > 0 獲取鎖失敗 （繼續(xù)等待，或者其他邏輯）線程 1 釋放鎖 -- > 線程 2 獲取鎖 -- > setnx lockKey lockvalue -- > 1 獲取成功

接下來我們將基于springboot實現(xiàn)redis分布式鎖

1. 引入redis、springmvc、lombok依賴

<?xml version='1.0' encoding='UTF-8'?><project xmlns='http://maven.apache.org/POM/4.0.0' xmlns:xsi='http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance' xsi:schemaLocation='http://maven.apache.org/POM/4.0.0 https://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd'> <modelVersion>4.0.0</modelVersion> <parent> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId> <version>2.4.0</version> <relativePath/> <!-- lookup parent from repository --> </parent> <groupId>cn.miao.redis</groupId> <artifactId>springboot-caffeine-demo</artifactId> <version>0.0.1-SNAPSHOT</version> <name>springboot-redis-lock-demo</name> <description>Demo project for Redis Distribute Lock</description> <properties> <java.version>1.8</java.version> </properties> <dependencies> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter</artifactId> </dependency> <!--redis--> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId> <version>2.1.4.RELEASE</version> </dependency> <!--springMvc--> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId> <version>2.3.3.RELEASE</version> </dependency> <!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.projectlombok/lombok --> <dependency> <groupId>org.projectlombok</groupId> <artifactId>lombok</artifactId> <version>1.18.12</version> <scope>provided</scope> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId> <scope>test</scope> </dependency> </dependencies> <build> <plugins> <plugin><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId> </plugin> </plugins> </build></project>

2. 新建RedisDistributedLock.java并書寫加鎖解鎖邏輯

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.data.redis.connection.RedisStringCommands;import org.springframework.data.redis.connection.ReturnType;import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.data.redis.core.types.Expiration;import java.nio.charset.StandardCharsets;/** * @author miao * redis 加鎖工具類 */@Slf4jpublic class RedisDistributedLock { /** * 超時時間 */ private static final long TIMEOUT_MILLIS = 15000; /** * 重試次數(shù) */ private static final int RETRY_TIMES = 10; /*** * 睡眠時間 */ private static final long SLEEP_MILLIS = 500; /** * 用來加鎖的lua腳本 * 因為新版的redis加鎖操作已經(jīng)為原子性操作 * 所以放棄使用lua腳本 */ private static final String LOCK_LUA = 'if redis.call('setnx',KEYS[1],ARGV[1]) == 1 ' + 'then ' + ' return redis.call(’expire’,KEYS[1],ARGV[2]) ' + 'else ' + ' return 0 ' + 'end'; /** * 用來釋放分布式鎖的lua腳本 * 如果redis.get(KEYS[1]) == ARGV[1],則redis delete KEYS[1] * 否則返回0 * KEYS[1] , ARGV[1] 是參數(shù)，我們只調(diào)用的時候 傳遞這兩個參數(shù)就可以了 * KEYS[1] 主要用?澩?菰?edis 中用作key值的參數(shù) * ARGV[1] 主要用來傳遞在redis中用做 value值的參數(shù) */ private static final String UNLOCK_LUA = 'if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] ' + 'then ' + ' return redis.call('del',KEYS[1]) ' + 'else ' + ' return 0 ' + 'end '; /** * 檢查 redisKey 是否上鎖 * * @param redisKey redisKey * @param template template * @return Boolean */ public static Boolean isLock(String redisKey, String value, RedisTemplate<Object, Object> template) { return lock(redisKey, value, template, RETRY_TIMES); } private static Boolean lock(String redisKey,String value,RedisTemplate<Object, Object> template,int retryTimes) { boolean result = lockKey(redisKey, value, template); while (!(result) && retryTimes-- > 0) { try {log.debug('lock failed, retrying...{}', retryTimes);Thread.sleep(RedisDistributedLock.SLEEP_MILLIS); } catch (InterruptedException e) {return false; } result = lockKey(redisKey, value, template); } return result; } private static Boolean lockKey(final String key, final String value, RedisTemplate<Object, Object> template) { try { RedisCallback<Boolean> callback = (connection) -> connection.set( key.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), value.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), Expiration.milliseconds(RedisDistributedLock.TIMEOUT_MILLIS), RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT ); return template.execute(callback); } catch (Exception e) { log.info('lock key fail because of ', e); } return false; } /** * 釋放分布式鎖資源 * * @param redisKey key * @param value value * @param template redis * @return Boolean */ public static Boolean releaseLock(String redisKey, String value, RedisTemplate<Object, Object> template) { try { RedisCallback<Boolean> callback = (connection) -> connection.eval( UNLOCK_LUA.getBytes(), ReturnType.BOOLEAN, 1, redisKey.getBytes(StandardCharsets.UTF_8), value.getBytes(StandardCharsets.UTF_8) ); return template.execute(callback); } catch (Exception e) { log.info('release lock fail because of ', e); } return false; }}

補(bǔ)充：1. spring-data-redis 有StringRedisTempla和RedisTemplate兩種，但是我選擇了RedisTemplate，因為他比較萬能。他們的區(qū)別是：當(dāng)你的redis數(shù)據(jù)庫里面本來存的是字符串?dāng)?shù)據(jù)或者你要存取的數(shù)據(jù)就是字符串類型數(shù)據(jù)的時候，那么你就使用StringRedisTemplate即可， 但是如果你的數(shù)據(jù)是復(fù)雜的對象類型，而取出的時候又不想做任何的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，直接從Redis里面取出一個對象，那么使用RedisTemplate是 更好的選擇。2. 選擇lua腳本是因為，腳本運行是原子性的，在腳本運行期間沒有客戶端可以操作，所以在釋放鎖的時候用了lua腳本，而redis最新版加鎖時保證了Redis值和自動過期時間的原子性，所用沒用lua腳本

3. 創(chuàng)建測試類 TestController

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;import javax.annotation.Resource;/** * @author miao */@RestController@Slf4jpublic class TestController { @Resource private RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate; @PostMapping('/order') public String createOrder() throws InterruptedException { log.info('開始創(chuàng)建訂單'); Boolean isLock = RedisDistributedLock.isLock('testLock', '456789', redisTemplate); if (!isLock) { log.info('鎖已經(jīng)被占用'); return 'fail'; } else { //.....處理邏輯 } Thread.sleep(10000); //一定要記得釋放鎖，否則會出現(xiàn)問題 RedisDistributedLock.releaseLock('testLock', '456789', redisTemplate); return 'success'; }}

4. 使用postman進(jìn)行測試

5. redis分布式鎖的缺點

上面我們說的是redis，是單點的情況。如果是在redis sentinel集群中情況就有所不同了。在redis sentinel集群中，我們具有多臺redis，他們之間有著主從的關(guān)系，例如一主二從。我們的set命令對應(yīng)的數(shù)據(jù)寫到主庫，然后同步到從庫。當(dāng)我們申請一個鎖的時候，對應(yīng)就是一條命令 setnx mykey myvalue ，在redis sentinel集群中，這條命令先是落到了主庫。假設(shè)這時主庫down了，而這條數(shù)據(jù)還沒來得及同步到從庫，sentinel將從庫中的一臺選舉為主庫了。這時，我們的新主庫中并沒有mykey這條數(shù)據(jù)，若此時另外一個client執(zhí)行 setnx mykey hisvalue , 也會成功，即也能得到鎖。這就意味著，此時有兩個client獲得了鎖。這不是我們希望看到的，雖然這個情況發(fā)生的記錄很小，只會在主從failover的時候才會發(fā)生，大多數(shù)情況下、大多數(shù)系統(tǒng)都可以容忍，但是不是所有的系統(tǒng)都能容忍這種瑕疵。

6.redis分布式鎖的優(yōu)化

為了解決故障轉(zhuǎn)移情況下的缺陷，Antirez 發(fā)明了 Redlock 算法，使用redlock算法，需要多個redis實例，加鎖的時候，它會想多半節(jié)點發(fā)送 setex mykey myvalue 命令，只要過半節(jié)點成功了，那么就算加鎖成功了。釋放鎖的時候需要想所有節(jié)點發(fā)送del命令。這是一種基于【大多數(shù)都同意】的一種機(jī)制。感興趣的可以查詢相關(guān)資料。在實際工作中使用的時候，我們可以選擇已有的開源實現(xiàn)，python有redlock-py，java 中有Redisson redlock。

redlock確實解決了上面所說的“不靠譜的情況”。但是，它解決問題的同時，也帶來了代價。你需要多個redis實例，你需要引入新的庫 代碼也得調(diào)整，性能上也會有損。所以，果然是不存在“完美的解決方案”，我們更需要的是能夠根據(jù)實際的情況和條件把問題解決了就好。

我大致講清楚了redis分布式鎖方面的問題（日后如果有新的領(lǐng)悟就繼續(xù)更新）。更多相關(guān)springboot redis分布式鎖內(nèi)容請搜索好吧啦網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持好吧啦網(wǎng)！