4、Redis高并发分布式锁实战

引言

在分布式系统中，保证数据的一致性和避免竞争条件是至关重要的。分布式锁是一种常用的机制，而Redis作为一款高性能的内存数据库，提供了简单而强大的分布式锁方案。本文将深入探讨如何利用Redis高并发分布式锁来解决分布式系统中的并发控制问题，并提供实战案例。

正常库存扣减代码

public void deductStock(){
    int stock = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get("stock"));
    if(stock>0){
        stock = stock -1 ;
        redisTemplate.opsForValue().set("stock",stock+"");
        System.out.println("扣减成功，剩余库存："+stock);
    }else {
        System.out.println("扣减失败，库存不足");
    }
}
//弊端：两个线程同时执行读取stock为50，然后各自-1 修改为49，实际应该50-2=48

代码调整后

public void deductStock(){
    synchronized (this){
        int stock = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get("stock"));
        if(stock>0){
            stock = stock -1 ;
            redisTemplate.opsForValue().set("stock",stock+"");
            System.out.println("扣减成功，剩余库存："+stock);
        }else {
            System.out.println("扣减失败，库存不足");
        }
    }
}
//弊端：适用于单体项目，如果该项目被部署两台服务器，两台服务器同时访问获取stock为50，然后各自-1 修改为49，实际应该50-2=48 也会存在上述问题，因为synchronized只能在当前项目下生效

redis的一个简单的分布式锁

public void deductStock(){
    String lockKey = "lockKey";
    try {
        Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lockKey", "nuoyi",10, TimeUnit.SECONDS);
        if(!result){
            System.out.println("....");
            return ;
        }
        int stock = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get("stock"));
        if(stock>0){
            stock = stock -1 ;
            redisTemplate.opsForValue().set("stock",stock+"");
            System.out.println("扣减成功，剩余库存："+stock);
        }else {
            System.out.println("扣减失败，库存不足");
        }
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally {
        redisTemplate.delete("lockKey");
    }
}
//弊端：适用于访问量不高的系统  如果访问量非常的大，第一个a请求获取到锁 ，设置过期10s,执行业务需要15s,a业务执行10s后锁自动过期被第二个请求b拿到并执行业务，当b业务执行到第5s时，b的锁被a的请求给释放了，如此高并发循环，导致锁失效

优化上述redis的分布式锁解决不是自己的锁不释放
 

public void deductStock(){
    String lockKey = "lockKey";
    String clientId = UUID.randomUUID().toString();
    try {
        Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lockKey", clientId,10, TimeUnit.SECONDS);
        if(!result){
            System.out.println("....");
            return ;
        }
        int stock = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get("stock"));
        if(stock>0){
            stock = stock -1 ;
            redisTemplate.opsForValue().set("stock",stock+"");
            System.out.println("扣减成功，剩余库存："+stock);
        }else {
            System.out.println("扣减失败，库存不足");
        }
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally {
        //不是自己的锁不删除
        if(clientId.equals(redisTemplate.opsForValue().get(lockKey))){
            redisTemplate.delete("lockKey");
        }
    }
}
//不是自己的锁不删除，但是这个只是解决了a请求删除b请求的锁，如果a请求15秒锁第十秒过期了，b请求就进来了还是会有问题，解决方案：给锁续命

 Redisson代码
 

private final Redisson redisson;

public void deductStock(){
    String lockKey = "lockKey";
    RLock redissonLock = redisson.getLock(lockKey);//获取锁
    try {
        redissonLock.lock();//加锁及锁续命   默认锁失效30s  守护线程每10s续命一次
        int stock = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get("stock"));
        if(stock>0){
            stock = stock -1 ;
            redisTemplate.opsForValue().set("stock",stock+"");
            System.out.println("扣减成功，剩余库存："+stock);
        }else {
            System.out.println("扣减失败，库存不足");
        }
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }finally {
        redissonLock.unlock();//释放锁
    }
}
//三行代码即可满足获取锁、锁续命、释放锁，完美解决上述redis的释放锁及锁续命问题  redisson的底层还是redis，使用了大量的lua脚本，lua脚本支持原子性

redisson配置
 

@Bean
public Redisson redisson(){
    Config config = new Config();
    //useSingleServer 单机版
    config.useSingleServer().setAddress("redis://"+instance.getRedisHost()+":"+instance.getRedisPort()).setDatabase(instance.getRedisDataBase());
    return (Redisson)Redisson.create(config);
}

 

lua脚本语言：

• 减少网络开销（批量操作）

• 原子性

• 替代redis的事务
   

为什么redis不常使用lua？

因为Redis是个单线程，如果lua有耗时运算或循环，Redis则阻塞，不会管其他的操作

通过学习本文，读者将深入了解Redis分布式锁的原理和实践应用。分布式锁在构建高并发、分布式系统中发挥着关键作用，正确使用和理解分布式锁是确保系统稳定性和可靠性的重要一环。希望本文能为读者提供有益的指导和实战经验。