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詳解如何在springcloud分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分布式鎖

 更新時(shí)間:2021年11月10日 12:01:51   作者:方志朋  
最近在看分布式鎖的資料,本文就介紹一下利用springcloud結(jié)合redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖,文中通過(guò)示例代碼介紹的非常詳細(xì),具有一定的參考價(jià)值,感興趣的小伙伴們可以參考一下

最近在看分布式鎖的資料,看了 Josial L的《Redis in Action》的分布式鎖的章節(jié)。實(shí)現(xiàn)思路是利用springcloud結(jié)合redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖。

注意:這篇文章有問(wèn)題,請(qǐng)看這一篇http://www.dbjr.com.cn/article/228819.htm

一、簡(jiǎn)介

一般來(lái)說(shuō),對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加鎖時(shí),程序先通過(guò)acquire獲取鎖來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行排他訪問(wèn),然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行一些列的操作,最后需要釋放鎖。Redis 本身用 watch命令進(jìn)行了加鎖,這個(gè)鎖是樂(lè)觀鎖。使用 watch命令對(duì)于頻繁訪問(wèn)的鍵會(huì)引起性能的問(wèn)題。

二、redis命令介紹

SETNX命令(SET if Not eXists)
當(dāng)且僅當(dāng) key 不存在,將 key 的值設(shè)為 value ,并返回1;若給定的 key 已經(jīng)存在,則 SETNX 不做任何動(dòng)作,并返回0。

SETEX命令
設(shè)置超時(shí)時(shí)間

GET命令
返回 key 所關(guān)聯(lián)的字符串值,如果 key 不存在那么返回特殊值 nil 。

DEL命令
刪除給定的一個(gè)或多個(gè) key ,不存在的 key 會(huì)被忽略。

三、實(shí)現(xiàn)思路

由于redis的setnx命令天生就適合用來(lái)實(shí)現(xiàn)鎖的功能,這個(gè)命令只有在鍵不存在的情況下為鍵設(shè)置值。獲取鎖之后,其他程序再設(shè)置值就會(huì)失敗,即獲取不到鎖。獲取鎖失敗。只需不斷的嘗試獲取鎖,直到成功獲取鎖,或者到設(shè)置的超時(shí)時(shí)間為止。

另外為了防治死鎖,即某個(gè)程序獲取鎖之后,程序出錯(cuò),沒(méi)有釋放,其他程序無(wú)法獲取鎖,從而導(dǎo)致整個(gè)分布式系統(tǒng)無(wú)法獲取鎖而導(dǎo)致一系列問(wèn)題,甚至導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。這時(shí)需要給鎖設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間,即setex命令,鎖超時(shí)后,從而其它程序就可以獲取鎖了。

四、編碼實(shí)現(xiàn)

本文采用springboot結(jié)合redis 取實(shí)現(xiàn)的,所以你需要裝一個(gè)redis。

首先引入創(chuàng)建springboot工程,引入redis 。

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
   <scope>test</scope>
  </dependency>

  <!-- 開(kāi)啟web-->
  <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  </dependency>
  
  <!-- redis-->
  <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
  </dependency>

2.創(chuàng)建一個(gè)鎖類(lèi)

/**
 * 全局鎖,包括鎖的名稱(chēng)
 * Created by fangzhipeng on 2017/4/1.
 */
public class Lock {
    private String name;
    private String value;

    public Lock(String name, String value) {
        this.name = name;
        this.value = value;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getValue() {
        return value;
    }
}

3.創(chuàng)建分布式鎖的具體方法,思路已經(jīng)說(shuō)清楚了,代碼注釋也寫(xiě)好了,就不講解了。

import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Created by fangzhipeng on 2017/4/1.
 */
@Component
public class DistributedLockHandler {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DistributedLockHandler.class);
    private final static long LOCK_EXPIRE = 30 * 1000L;//單個(gè)業(yè)務(wù)持有鎖的時(shí)間30s,防止死鎖
    private final static long LOCK_TRY_INTERVAL = 30L;//默認(rèn)30ms嘗試一次
    private final static long LOCK_TRY_TIMEOUT = 20 * 1000L;//默認(rèn)嘗試20s

    @Autowired
    private StringRedisTemplate template;

    /**
     * 嘗試獲取全局鎖
     *
     * @param lock 鎖的名稱(chēng)
     * @return true 獲取成功,false獲取失敗
     */
    public boolean tryLock(Lock lock) {
        return getLock(lock, LOCK_TRY_TIMEOUT, LOCK_TRY_INTERVAL, LOCK_EXPIRE);
    }

    /**
     * 嘗試獲取全局鎖
     *
     * @param lock    鎖的名稱(chēng)
     * @param timeout 獲取超時(shí)時(shí)間 單位ms
     * @return true 獲取成功,false獲取失敗
     */
    public boolean tryLock(Lock lock, long timeout) {
        return getLock(lock, timeout, LOCK_TRY_INTERVAL, LOCK_EXPIRE);
    }

    /**
     * 嘗試獲取全局鎖
     *
     * @param lock        鎖的名稱(chēng)
     * @param timeout     獲取鎖的超時(shí)時(shí)間
     * @param tryInterval 多少毫秒嘗試獲取一次
     * @return true 獲取成功,false獲取失敗
     */
    public boolean tryLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval) {
        return getLock(lock, timeout, tryInterval, LOCK_EXPIRE);
    }

    /**
     * 嘗試獲取全局鎖
     *
     * @param lock           鎖的名稱(chēng)
     * @param timeout        獲取鎖的超時(shí)時(shí)間
     * @param tryInterval    多少毫秒嘗試獲取一次
     * @param lockExpireTime 鎖的過(guò)期
     * @return true 獲取成功,false獲取失敗
     */
    public boolean tryLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval, long lockExpireTime) {
        return getLock(lock, timeout, tryInterval, lockExpireTime);
    }


    /**
     * 操作redis獲取全局鎖
     *
     * @param lock           鎖的名稱(chēng)
     * @param timeout        獲取的超時(shí)時(shí)間
     * @param tryInterval    多少ms嘗試一次
     * @param lockExpireTime 獲取成功后鎖的過(guò)期時(shí)間
     * @return true 獲取成功,false獲取失敗
     */
    public boolean getLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval, long lockExpireTime) {
        try {
            if (StringUtils.isEmpty(lock.getName()) || StringUtils.isEmpty(lock.getValue())) {
                return false;
            }
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            do{
                if (!template.hasKey(lock.getName())) {
                    ValueOperations<String, String> ops = template.opsForValue();
                    ops.set(lock.getName(), lock.getValue(), lockExpireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
                    return true;
                } else {//存在鎖
                    logger.debug("lock is exist!??!");
                }
                if (System.currentTimeMillis() - startTime > timeout) {//嘗試超過(guò)了設(shè)定值之后直接跳出循環(huán)
                    return false;
                }
                Thread.sleep(tryInterval);
            }
            while (template.hasKey(lock.getName())) ;
        } catch (InterruptedException e) {
            logger.error(e.getMessage());
            return false;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 釋放鎖
     */
    public void releaseLock(Lock lock) {
        if (!StringUtils.isEmpty(lock.getName())) {
            template.delete(lock.getName());
        }
    }
}

4.用法:

@Autowired
DistributedLockHandler distributedLockHandler;
Lock lock=new Lock("lockk","sssssssss);
if(distributedLockHandler.tryLock(lock){
 doSomething();
 distributedLockHandler.releaseLock();
}

五、注意點(diǎn)

在使用全局鎖時(shí)為了防止死鎖采用 setex命令,這種命令需要根據(jù)具體的業(yè)務(wù)具體設(shè)置鎖的超時(shí)時(shí)間。另外一個(gè)就是鎖的粒度性。比如在redis實(shí)戰(zhàn)中有個(gè)案列,為了實(shí)現(xiàn)買(mǎi)賣(mài)市場(chǎng)交易的功能,把整個(gè)交易市場(chǎng)都鎖住了,導(dǎo)致了性能不足的情況,改進(jìn)方案只對(duì)買(mǎi)賣(mài)的商品進(jìn)行加鎖而不是整個(gè)市場(chǎng)。

六、參考資料

Josiah.L 《reids in action》

基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖

到此這篇關(guān)于詳解如何在springcloud分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)分布式鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)springcloud 分布式鎖內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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