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Redis实现高并发分布式锁

分布式锁场景

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在分布式环境下多个操作需要以原子的方式执行

首先启一个springboot项目，再引入redis依赖包：

org.springframework.boot

spring-boot-starter-data-redis

2.2.2.RELEASE

以下是一个扣减库存的接口作为例子：

@RestController

public class IndexController {

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@RequestMapping("/deduct_stock")

public Stirng deductStock() {

int stock = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock"));//jedis.get(key)

if (stock > 0) {

int realStock = stock - 1;

stringRedisTemplate.opsForValue.set("stock",realStock+"");//jedis.set(key,value)

System.out.println(扣减成功，剩余库存：" + realStock + "");

} else {

System.out.println(扣减失败，库存不足!" );

}

return "end";

}

}

1.单实例应用场景

以上代码使用JMeter压测工具进行调用，设置参数为：

Number Of Threads[users]:100

Ramp Up Period[in seconds]:0

Loop Count：2

用单个web调用，结果出现并发问题：

Redis实现高并发分布式锁

解决方案：加入同步锁(synchronized)

@RestController

public class IndexController {

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@RequestMapping("/deduct_stock")

public Stirng deductStock() {

synchronized(this) {

int stock = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock"));//jedis.get(key)

if (stock > 0) {

int realStock = stock - 1;

stringRedisTemplate.opsForValue.set("stock",realStock+"");//jedis.set(key,value)

System.out.println(扣减成功，剩余库存：" + realStock + "");

} else {

System.out.println(扣减失败，库存不足!" );

}

return "end";

}

}

}

2.多实例分布式场景

以上代码，比如有多个应用程序，用nginx做负载均衡，进行同时调用压测

两个程序存在同样的扣减，出现并发现象。

第一个应用扣减结果显示：

Redis实现高并发分布式锁

第二个应用扣减结果显示：

Redis实现高并发分布式锁

解决方案：redis的setnx方法(可参考SETNX的api)

多个线程setnx调用时，有且仅有一个线程会拿到这把锁，所以拿到锁的执行业务代码，最后释放掉锁，代码如下：

@RestController

public class IndexController {

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@RequestMapping("/deduct_stock")

public Stirng deductStock() {

String lockkey = "lockkey";

Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,"lockvalue");//jedis.setnx

if(!result) {

return "";

}

int stock = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock"));//jedis.get(key)

if (stock > 0) {

int realStock = stock - 1;

stringRedisTemplate.opsForValue.set("stock",realStock+"");//jedis.set(key,value)

System.out.println(扣减成功，剩余库存：" + realStock + "");

} else {

System.out.println(扣减失败，库存不足!" );

}

springRedisTemplate.delete(lockkey);

return "end";

}

}

调用200次，压测结果显示还是有问题，只减掉了一部分：

Redis实现高并发分布式锁

这时，加大压测次数，结果正常了：

第一个应用扣减结果显示：

Redis实现高并发分布式锁

第二个应用扣减结果显示：

Redis实现高并发分布式锁

这个只是因为加大了调用次数，执行业务代码需要一点时间，这段时间拒绝了很多等待获取锁的请求。但是，还是有问题，假如redis服务挂掉了，抛出异常了，这时锁不会被释放掉，出现死锁问题，可以添加try catch处理，代码如下：

@RestController

public class IndexController {

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@RequestMapping("/deduct_stock")

public Stirng deductStock() {

String lockkey = "lockkey";

try{郑州专业妇科医院 http://fk.zyfuke.com/

Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,"lockvalue");//jedis.setnx

if(!result) {

return "";

}

int stock = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock"));//jedis.get(key)

if (stock > 0) {

int realStock = stock - 1;

stringRedisTemplate.opsForValue.set("stock",realStock+"");//jedis.set(key,value)

System.out.println(扣减成功，剩余库存：" + realStock + "");

} else {

System.out.println(扣减失败，库存不足!" );

}

}finally{

springRedisTemplate.delete(lockkey);

}

return "end";

}

}

这时，Redis服务挂掉导致死锁的问题解决了，但是，如果服务器果宕机了，又会导致锁不能被释放的现象，所以可以设置超时时间为10s，代码如下：

@RestController

public class IndexController {

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@RequestMapping("/deduct_stock")

public Stirng deductStock() {

String lockkey = "lockkey";

try{

Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,"lockvalue",10,TimeUnit.SECONDS);//jedis.setnx

//Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,"lockvalue");//jedis.setnx

//stringRedisTemplate.expire(lockkey,10,TimeUnit.SECONDS);

if(!result) {

return "";

}

int stock = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock"));//jedis.get(key)

if (stock > 0) {

int realStock = stock - 1;

stringRedisTemplate.opsForValue.set("stock",realStock+"");//jedis.set(key,value)

System.out.println(扣减成功，剩余库存：" + realStock + "");

} else {

System.out.println(扣减失败，库存不足!" );

}

}finally{

springRedisTemplate.delete(lockkey);

}

return "end";

}

}

这时，如果有一个线程执行需要15s，当执行到10s时第二个线程进来拿到这把锁，会出现多个线程拿到同一把锁执行，在第一个线程执行完时会释放掉第二个线程的锁，以此类推…就会导致锁的永久失效。所以，只能自己释放自己的锁，可以给当前线程取一个名字，代码如下：

@RestController

public class IndexController {

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@RequestMapping("/deduct_stock")

public Stirng deductStock() {

String lockkey = "lockkey";

String clientId = UUID.randomUUID().toString();

try{

Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,clientId ,10,TimeUnit.SECONDS);//jedis.setnx

//Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,"lockvalue");//jedis.setnx

//stringRedisTemplate.expire(lockkey,10,TimeUnit.SECONDS);

if(!result) {

return "";

}

int stock = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock"));//jedis.get(key)

if (stock > 0) {

int realStock = stock - 1;

stringRedisTemplate.opsForValue.set("stock",realStock+"");//jedis.set(key,value)

System.out.println(扣减成功，剩余库存：" + realStock + "");

} else {

System.out.println(扣减失败，库存不足!" );

}

}finally{

springRedisTemplate.delete(lockkey);

}

return "end";

}

}

永久失效的问题解决了，但是，如果第一个线程执行15s，还是会存在多个线程拥有同一把锁的现象。所以，需要续期超时时间，当一个线程执行5s后对超时时间进行续期都10s，就可以解决了，续期设置可以借助redission工具。

Redission使用

Redission分布式锁实现原理

pom.xml

org.redisson

redisson

3.6.5

Application.java启动类

@bean

public Redission redission {

//此为单机模式

Config config = new Config();

config.useSingleServer().setAddress("redis://120.0.0.1:6379").setDatabase(0);

return (Redission)Redission.creat(config);

}

最终解决以上所有问题的代码如下：

@RestController

public class IndexController {

@Autowired

private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

@Autowired

private Redissionredission;

@RequestMapping("/deduct_stock")

public Stirng deductStock() {

String lockkey = "lockkey";

//String clientId = UUID.randomUUID().toString();

RLock lock = redission.getLock();

try{

//Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,clientId ,10,TimeUnit.SECONDS);//jedis.setnx

//Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue.setIfAbsent(lockkey,"lockvalue");//jedis.setnx

//stringRedisTemplate.expire(lockkey,10,TimeUnit.SECONDS);

//加锁:redission默认超时时间为30s，每10s续期一次，也可以自己设置时间

lock.lock(60,TimeUnit.SECONDS);

int stock = Integer.parseInt(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock"));//jedis.get(key)

if (stock > 0) {

int realStock = stock - 1;

stringRedisTemplate.opsForValue.set("stock",realStock+"");//jedis.set(key,value)

System.out.println(扣减成功，剩余库存：" + realStock + "");

} else {

System.out.println(扣减失败，库存不足!" );

}

}finally{

lock.unlock();

//springRedisTemplate.delete(lockkey);

}

return "end";

}

}

高并发分布式锁的问题得到解决。


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