Java基于redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖
為了保證一個(gè)在高并發(fā)存場(chǎng)景下只能被同一個(gè)線程操作,java并發(fā)處理提供ReentrantLock或Synchronized進(jìn)行互斥控制。但是這僅僅對(duì)單機(jī)環(huán)境有效。我們實(shí)現(xiàn)分布式鎖大概通過三種方式。
- redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖
- 數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)分布式鎖
- zk實(shí)現(xiàn)分布式鎖
實(shí)際上這三種和java對(duì)比看屬于一類。都是屬于程序外部鎖。
原理剖析
上述三種分布式鎖都是通過各自為依據(jù)對(duì)各個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行上鎖,解鎖從而控制放行還是拒絕。redis鎖是基于其提供的setnx命令。
setnx當(dāng)且僅當(dāng)key不存在。若給定key已經(jīng)存在,則setnx不做任何動(dòng)作。setnx是一個(gè)原子性操作。
和數(shù)據(jù)庫分布式相比,因?yàn)閞edis內(nèi)存輕量。所以redis分布式鎖性能更好
實(shí)現(xiàn)
原理很簡(jiǎn)單。結(jié)合springboot項(xiàng)目我們實(shí)現(xiàn)一套通過注解形式對(duì)接口進(jìn)行庫存上鎖案例進(jìn)行理解
編寫注解
我們編寫注解。方便我們?cè)诮涌谏咸砑幼⒔馓峁r截信息
/** * @author 張新華 */ @Target(ElementType.METHOD) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Inherited public @interface StockLock { /** * @author zxhtom * @Description 鎖key的前綴 * @Date 15:25 2020年03月25日, 0025 * @Param [] * @return java.lang.String */ String prefix() default ""; /** * @author zxhtom * @Description key的分隔符 * @Date 15:27 2020年03月25日, 0025 * @Param [] * @return java.lang.String */ String delimiter() default ":"; }
/** * @author 張新華 */ @Target({ElementType.PARAMETER , ElementType.METHOD , ElementType.FIELD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) @Documented @Inherited public @interface StockParam { /** * @author zxhtom * @Description 組成key * @Date 11:11 2020年03月26日, 0026 * @Param [] * @return java.lang.String[] */ String[] names() default {""}; }
攔截器攔截
redis分布式鎖實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵就是攔截器的編寫。上面的注解只是為了實(shí)現(xiàn)攔截的一個(gè)輔助。
@Around("execution(public * *(..)) && @annotation(com.ay.framework.order.redis.product.StockLock)")
- 通過springboot的Around進(jìn)行針對(duì)StockLock注解的攔截。通過攔截我們可以獲取到攔截的方法、參數(shù)、及需要的鎖的參數(shù)。
- 我們獲取到需要鎖的名稱這里叫做【a】之后通過redis的原子性操作對(duì)該key進(jìn)行遞減操作。
- 為了方便我們?cè)谙鳒p庫存的時(shí)候可以對(duì)庫存進(jìn)行更新操作。我們?cè)谶f減庫存前還需要借助于另一把鎖。 這一把鎖我們叫做【a_key】
- 換句話說我們接口想訪問就必須獲取【a】鎖,拿到【a】鎖需要減少庫存。減少庫存之前需要獲取【a_key】鎖。
- 拿到鎖之后處理完邏輯之后我們需要釋放對(duì)應(yīng)鎖。
RedisAtomicLong entityIdCounter = new RedisAtomicLong(lockKey, redisTemplate.getConnectionFactory()); if (redisTemplate.hasKey(CoreConstants.UPDATEPRODUCTREDISLOCKKEY + lockKey)) { //表示lockKey的庫存信息有變動(dòng)。此時(shí)無法進(jìn)行交易 throw new BusinessException("庫存變動(dòng)。暫無法交易"); } Long increment = entityIdCounter.decrementAndGet(); if (increment >= 0) { try { Object proceed = pjp.proceed(); } catch (Throwable throwable) { //所占資源需要釋放回資源池 while (!redisLock.tryGetLock(CoreConstants.UPDATEPRODUCTREDISLOCKKEY + lockKey, "")) { } //表示lockKey的庫存信息有變動(dòng)。此時(shí)無法進(jìn)行交易 long l = entityIdCounter.incrementAndGet(); if (l < 1) { redisTemplate.opsForValue().set(lockKey,1); } redisLock.unLock(CoreConstants.UPDATEPRODUCTREDISLOCKKEY + lockKey); throwable.printStackTrace(); } } else { redisTemplate.opsForValue().set(lockKey,0); throw new BusinessException("庫存不足!無法操作"); }
因?yàn)槲覀兩湘i就需要釋放鎖。但是程序在中途處理業(yè)務(wù)是發(fā)生異常導(dǎo)致沒有走到釋放鎖的步驟。這個(gè)時(shí)候就導(dǎo)致我們的分布式鎖一直被鎖。俗稱【死鎖】。為了避免這種場(chǎng)景的發(fā)生。我們常常在上鎖的時(shí)候給一個(gè)有效期。有效期已過自動(dòng)釋放鎖。這個(gè)特性恰好和redis的過期策略不摩爾和。
上述提及工具
RedisLock
public Boolean tryGetLock(String key , String value) { return tryGetLock(key, value, -1, TimeUnit.DAYS); } public Boolean tryGetLock(String key , String value, Integer expire) { return tryGetLock(key, value, expire, TimeUnit.SECONDS); } public Boolean tryGetLock(String key , String value, Integer expire , TimeUnit timeUnit) { ValueOperations operations = redisTemplate.opsForValue(); if (operations.setIfAbsent(key, value)) { //說明 redis沒有該key , 換言之 加鎖成功 設(shè)置過期時(shí)間防止死鎖 if (expire > 0) { redisTemplate.expire(key, expire, timeUnit); } return true; } return false; } public Boolean unLock(String key) { return redisTemplate.delete(key); }
StockKeyGenerator
@Component() @Primary public class StockKeyGenerator implements CacheKeyGenerator { @Override public String getLockKey(ProceedingJoinPoint pjp) { //獲取方法簽名 MethodSignature signature = (MethodSignature) pjp.getSignature(); Method method = signature.getMethod(); //獲取方法cacheLock注解 StockLock stockLock = method.getAnnotation(StockLock.class); //獲取方法參數(shù) Object[] args = pjp.getArgs(); Parameter[] parameters = method.getParameters(); StringBuilder builder = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < parameters.length; i++) { StockParam stockParam = parameters[i].getAnnotation(StockParam.class); Object arg = args[i]; if (arg instanceof Map) { Map<String, Object> temArgMap = (Map<String, Object>) arg; String[] names = stockParam.names(); for (String name : names) { if (builder.length() > 0) { builder.append(stockLock.delimiter()); } builder.append(temArgMap.get(name)); } } } return builder.toString(); } }
問題分析
上面分析了一個(gè)死鎖的場(chǎng)景,理論上出了死鎖我們r(jià)edis分布鎖很好的解決了分布式問題。但是還是會(huì)出現(xiàn)問題。下面列舉寫小編遇到的問題。
業(yè)務(wù)處理時(shí)間>上鎖過期時(shí)間
- a線程獲取到鎖,開始進(jìn)行業(yè)務(wù)處理需要8S,
- 在8S內(nèi),鎖的有效期是5S,在鎖過期后也就是第6S , b線程進(jìn)入開始獲取鎖這個(gè)時(shí)候b是可以獲取到新鎖的。這個(gè)時(shí)候就是有問題的。
- 假設(shè)b線程業(yè)務(wù)處理只需要3S , 但是因?yàn)閍線程釋放了鎖,所以在第8S的時(shí)候雖然b線程沒有釋放鎖,b的鎖也沒有過期但是這時(shí)候也沒有了鎖。從而導(dǎo)致C線程也可以進(jìn)入
以上就是Java基于redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Java 實(shí)現(xiàn)分布式鎖的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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