SpringBoot之使用Redis實現(xiàn)分布式鎖(秒殺系統(tǒng))

更新時間：2021年04月27日 09:40:41 作者：水能載舟，亦能覆舟

這篇文章主要介紹了SpringBoot之使用Redis實現(xiàn)分布式鎖(秒殺系統(tǒng)),文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學習或者工作具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面隨著小編來一起學習學習吧

一、Redis分布式鎖概念篇

建議直接采用Redis的官方推薦的Redisson作為redis的分布式鎖

1.1、為什么要使用分布式鎖

我們在開發(fā)應用的時候，如果需要對某一個共享變量進行多線程同步訪問的時候，可以使用我們學到的Java多線程的18般武藝進行處理，并且可以完美的運行，毫無Bug！

注意這是單機應用，也就是所有的請求都會分配到當前服務器的JVM內部，然后映射為操作系統(tǒng)的線程進行處理！而這個共享變量只是在這個JVM內部的一塊內存空間！

后來業(yè)務發(fā)展，需要做集群，一個應用需要部署到幾臺機器上然后做負載均衡，大致如下圖：

上圖可以看到，變量A存在JVM1、JVM2、JVM3三個JVM內存中（這個變量A主要體現(xiàn)是在一個類中的一個成員變量，是一個有狀態(tài)的對象，例如：UserController控制器中的一個整形類型的成員變量），如果不加任何控制的話，變量A同時都會在JVM分配一塊內存，三個請求發(fā)過來同時對這個變量操作，顯然結果是不對的！即使不是同時發(fā)過來，三個請求分別操作三個不同JVM內存區(qū)域的數(shù)據(jù)，變量A之間不存在共享，也不具有可見性，處理的結果也是不對的！

如果我們業(yè)務中確實存在這個場景的話，我們就需要一種方法解決這個問題！

為了保證一個方法或屬性在高并發(fā)情況下的同一時間只能被同一個線程執(zhí)行，在傳統(tǒng)單體應用單機部署的情況下，可以使用Java并發(fā)處理相關的API(如ReentrantLock或Synchronized)進行互斥控制。在單機環(huán)境中，Java中提供了很多并發(fā)處理相關的API。但是，隨著業(yè)務發(fā)展的需要，原單體單機部署的系統(tǒng)被演化成分布式集群系統(tǒng)后，由于分布式系統(tǒng)多線程、多進程并且分布在不同機器上，這將使原單機部署情況下的并發(fā)控制鎖策略失效，單純的Java API并不能提供分布式鎖的能力。為了解決這個問題就需要一種跨JVM的互斥機制來控制共享資源的訪問，這就是分布式鎖要解決的問題！

1.2、分布式鎖應具備哪些條件

在分析分布式鎖的三種實現(xiàn)方式之前，先了解一下分布式鎖應該具備哪些條件：

   1、在分布式系統(tǒng)環(huán)境下，一個方法在同一時間只能被一個機器的一個線程執(zhí)行；

   2、高可用的獲取鎖與釋放鎖；

   3、高性能的獲取鎖與釋放鎖；

   4、具備可重入特性；

   5、具備鎖失效機制，防止死鎖；

   6、具備非阻塞鎖特性，即沒有獲取到鎖將直接返回獲取鎖失敗。

1.3、分布式鎖的三種實現(xiàn)方式

目前幾乎很多大型網站及應用都是分布式部署的，分布式場景中的數(shù)據(jù)一致性問題一直是一個比較重要的話題。分布式的CAP理論告訴我們“任何一個分布式系統(tǒng)都無法同時滿足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分區(qū)容錯性（Partition tolerance），最多只能同時滿足兩項?！彼?，很多系統(tǒng)在設計之初就要對這三者做出取舍。在互聯(lián)網領域的絕大多數(shù)的場景中，都需要犧牲強一致性來換取系統(tǒng)的高可用性，系統(tǒng)往往只需要保證“最終一致性”，只要這個最終時間是在用戶可以接受的范圍內即可。

在很多場景中，我們?yōu)榱吮ＷC數(shù)據(jù)的最終一致性，需要很多的技術方案來支持，比如分布式事務、分布式鎖等。有的時候，我們需要保證一個方法在同一時間內只能被同一個線程執(zhí)行。

1、基于數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)分布式鎖；

2、基于緩存（Redis等）實現(xiàn)分布式鎖；

3、基于Zookeeper實現(xiàn)分布式鎖；

盡管有這三種方案，但是不同的業(yè)務也要根據(jù)自己的情況進行選型，他們之間沒有最好只有更適合！

二、Redis分布式鎖實戰(zhàn)篇

2.1、導入依賴

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
    <version>1.4.7.RELEASE</version>
</dependency>

2.2、配置Redis配置信息

spring
    redis:
      port: 6379
      host: 127.0.0.1
      password:
      database: 0

2.3、配置RedisConfig屬性、如果需要使用FastJSON來序列化你的對象可以看看我前面寫的一篇文章

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate initRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws Exception {
        RedisTemplate redisTemplate = new RedisTemplate();
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setValueSerializer(new JdkSerializationRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashValueSerializer(new JdkSerializationRedisSerializer());
        redisTemplate.setDefaultSerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.afterPropertiesSet();
        return redisTemplate;
    }
}

2.4、寫一個RedisLock工具類

/**
* @Description //直接使用Redis進行分布式鎖 
* 這是簡易版本  如果要使用Redis原生鎖記得加過期時間，防止死鎖 最好使用Redisson操作簡單更加方便
* @Date $ $
* @Author huangwb
**/
 
@Component
public class RedisLockCommon {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
 
    /**
     * Redis加鎖的操作
     *
     * @param key
     * @param value
     * @return
     */
    public Boolean tryLock(String key, String value) {
        if (stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value)) {
            return true;
        }
        String currentValue = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (StringUtils.isNotEmpty(currentValue) && Long.valueOf(currentValue) < System.currentTimeMillis()) {
            //獲取上一個鎖的時間 如果高并發(fā)的情況可能會出現(xiàn)已經被修改的問題  所以多一次判斷保證線程的安全
            String oldValue = stringRedisTemplate.opsForValue().getAndSet(key, value);
            if (StringUtils.isNotEmpty(oldValue) && oldValue.equals(currentValue)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
 
 
    /**
     * Redis解鎖的操作
     *
     * @param key
     * @param value
     */
    public void unlock(String key, String value) {
        String currentValue = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        try {
            if (StringUtils.isNotEmpty(currentValue) && currentValue.equals(value)) {
                stringRedisTemplate.opsForValue().getOperations().delete(key);
            }
        } catch (Exception e) {
        }
    }
}

2.5、減庫存操作

@Override
    public boolean decrementProductStore(Long productId, Integer productQuantity) {
        String key = "dec_store_lock_" + productId;
        long time = System.currentTimeMillis();
        try {
            //如果加鎖失敗
            if (!redisLock.tryLock(key, String.valueOf(time))) {
                return false;
            }
            ProductInfo productInfo = productInfoMapper.selectByPrimaryKey(productId);
            //如果庫存為空
            if (productInfo.getProductStock() == 0) {
                return false;
            }
            //減庫存操作
            productInfo.setProductStock(productInfo.getProductStock() - 1);
            productInfoMapper.updateByPrimaryKey(productInfo);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        } finally {
            //解鎖
            redisLock.unlock(key, String.valueOf(time));
        }
        return true;
 
    }

2.6、測試接口

@GetMapping("test")
public String createOrderTest() {
    if (!productInfoService.decrementProductStore(1L, 1)) {
        return "庫存不足";
    }
    OrderMaster orderMaster = new OrderMaster();
    //未支付
    orderMaster.setOrderStatus(0);
    //未支付
    orderMaster.setPayStatus(0);
    orderMaster.setBuyerName("張三");
    orderMaster.setBuyerAddress("湖南長沙");
    orderMaster.setBuyerPhone("18692794847");
    orderMaster.setOrderAmount(BigDecimal.ZERO);
    orderMaster.setCreateTime(DateUtils.getCurrentDate());
    orderMaster.setOrderId(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));
    orderMasterService.insert(orderMaster);
}

2.7、可以使用使用Apache ab進行http接口測試

具體文章可以看看這篇文章 http://www.dbjr.com.cn/article/177250.htm