SpringBoot2.0实战（14）整合Redis之实现分布式锁

相关知识

分布式锁

分布式锁是控制分布式系统之间同步访问共享资源的一种方式，在分布式系统中，如果不同的应用之间共享一个或一组资源，那么访问这些资源的时候，往往需要互斥来防止彼此干扰来保证一致性，在这种情况下，便需要使用到分布式锁。

• 互斥性。在分布式环境下，同一时间只有一个客户端能持有锁。
• 具备锁失效机制，防止死锁。例如锁的持有者在持有锁期间崩溃而没有主动解锁，锁需要在规定时间后自动失效，以保证后续可用。
• 具备可重入性，防止死锁。
• 解铃还须系铃人。释放锁与加锁应该为相同客户端，不能把别人加的锁给解了。

Redis 分布式锁实现原理

实现原理可参考 http://www.redis.cn/topics/distlock.html。

Redis 是单线程的，所以 Redis 命令具有原子性，Redis 提供了以下几个命令

• setnx，意思是待创建的键如果已存在，则创建失败，否则创建成功，实现互斥性。
• expire，给键加上过期时间，实现自动失效机制
• set key value [EX|PX] [NX]，可以将上面两个命令的动作，在这一个命令实现，其中，EX|PX 是过期时间，EX 使用秒，PX 使用毫秒，NX 表示 setnx 的意思

因为锁的实现中拥有比较、加锁等一系列操作，为保证原子性，需要引入 Lua 脚本

加锁流程：

 

释放锁流程

 

目标

整合 Redis 实现分布式锁

操作步骤

添加依赖

依赖以及配置见上章https://blog.csdn.net/qq_34479912/article/details/105719636

编码

锁是针对某个资源的状态，保证其访问的互斥性，在实际使用当中，这个状态一般是一个字符串。使用 Redis 实现锁，主要是将状态放到 Redis 当中，利用其原子性，当其他线程访问时，如果 Redis 中已经存在这个状态，就不允许之后的一些操作。spring boot使用Redis的操作主要是通过RedisTemplate(或StringRedisTemplate )来实现。

1.1 将锁状态放入 Redis：

redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lockkey", "value"); // setIfAbsent如果键不存在则新增,存在则不改变已经有的值。

1.2 设置锁的过期时间

redisTemplate.expire("lockkey", 30000, TimeUnit.MILLISECONDS);

1.3 删除/解锁

redisTemplate.delete("lockkey");

这么就是简单实现，但是1.1和1.2这么做，这两步违背了原子性，也就是一旦锁被创建，而没有设置过期时间，则锁会一直存在。

1.4 获取锁

redisTemplate.opsForValue().get("lockkey");

1.5 解决方案

spring data的 RedisTemplate 当中并没有这样的方法。但是在jedis当中是有这种原子操作的方法的，需要通过 RedisTemplate 的 execute 方法获取到jedis里操作命令的对象.

String result = template.execute(new RedisCallback() {
            @Override
            public String doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
                JedisCommands commands = (JedisCommands) connection.getNativeConnection();
                return commands.set(key, "锁定的资源", "NX", "PX", 3000);
            }
        });

注意： Redis 从2.6.12版本开始 set 命令支持 NX 、 PX 这些参数来达到 setnx 、 setex 、 psetex 命令的效果，文档参见： SET — Redis 命令参考

NX： 表示只有当锁定资源不存在的时候才能 SET 成功。利用 Redis 的原子性，保证了只有第一个请求的线程才能获得锁，而之后的所有线程在锁定资源被释放之前都不能获得锁。

锁的进阶

模拟一个比较常见的秒杀场景，这时候就需要用到锁。

创建RedisLockHelper

这个是Redis加锁和解锁的工具类，里面使用的主要是两个命令，SETNX和GETSET。

SETNX命令 将key设置值为value，如果key不存在，这种情况下等同SET命令。 当key存在时，什么也不做

GETSET命令 先查询出原来的值，值不存在就返回nil。然后再设置值 对应的Java方法在代码中提示了。 注意一点的是，Redis是单线程的！所以在执行GETSET和SETNX不会存在并发的情况。

创建Controller模拟秒杀场景

 

源码地址

本章源码 :https://github.com/caiyuanzi-song/boot.git

参考

https://www.cnblogs.com/toutou/archive/2019/02/11/redis_lock.html

扩展

Redis 相关资料

• spring-data-redis文档： https://docs.spring.io/spring-data/redis/docs/2.0.1.RELEASE/reference/html/#new-in-2.0.0
• Redis 文档： https://redis.io/documentation
• Redis 中文文档： http://www.redis.cn/commands.html