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JAVA實現(xiàn)redis分布式雙重加鎖的示例代碼

更新時間：2024年10月21日 09:16:25 作者：執(zhí)鍵行天涯

在高并發(fā)環(huán)境下,通過Redis分布式鎖實現(xiàn)數(shù)據(jù)唯一性校驗非常關(guān)鍵,為避免用戶數(shù)據(jù)重復(fù),可使用Redis鎖或集合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行前置檢查,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

背景：在日常開發(fā)過程中，遇到了一個需求，比如有一個對象User（name，age、sex）有三個屬性，現(xiàn)在需要用戶新增接口中，防止此接口被多人同時請求訪問，產(chǎn)生了姓名&年齡相同的，還有年齡&性別相同的數(shù)據(jù)；

此問題的考慮思路

如果一個線程調(diào)用用戶新增接口的時候，在業(yè)務(wù)中通過查詢數(shù)據(jù)庫中是否已有相關(guān)數(shù)據(jù)，從而不拋出異常提示，不讓做保存到數(shù)據(jù)庫的操作；這種考慮是我們最常見的考慮內(nèi)容。還有個問題，如果是外部系統(tǒng)，涉及的操作并發(fā)量特別的大，那調(diào)用這個接口的并發(fā)量也很大的話，單純在通過校驗庫中是否有重復(fù)的數(shù)據(jù)防止重復(fù)數(shù)據(jù)插入只能阻止一部分問題數(shù)據(jù)的入庫。如果同時有兩個用戶甲乙，填寫的姓名和年齡
（年齡和性別是同樣的考慮方法）；此時從庫中查了，沒有已有的數(shù)據(jù)，此時為了防止這兩個用戶甲乙操作的重復(fù)數(shù)據(jù)同時入庫的情況，我們就得加上一個分布式鎖了（如果在單體應(yīng)用中可以使用synchronized），分布式架構(gòu)中需要使用Redis分布式鎖或者Redission分布式鎖來實現(xiàn)相應(yīng)的控制了；

在設(shè)計分布式Redis鎖以避免在新增User時出現(xiàn)同name和age組合，或者同age和sex組合的情況，你需要構(gòu)建一個能夠唯一標識這些條件的key。由于Redis鎖通常用于確保操作的原子性，而你的需求是檢查并避免重復(fù)數(shù)據(jù)，這里實際上可能更偏向于使用Redis的其它數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如集合、有序集合或哈希表）來輔助實現(xiàn)，而不是僅僅使用單獨的key-value鎖

使用Redis的key-value鎖的基本思路

1.定義鎖的key：鎖的key應(yīng)該能夠唯一標識你想要保護的資源或操作。在你的場景中，由于涉及到多個字段的組合檢查，你可以考慮將這些
字段組合成一個字符串作為key。例如：

對于name和age的組合，可以使用user??name:{name}:age:{age}。

對于age和sex的組合，可以使用user??age:{age}:sex:{sex}。

2.設(shè)置鎖：在嘗試新增User之前，先嘗試設(shè)置這個鎖。如果鎖設(shè)置成功（即沒有其他進程或線程持有這個鎖），則繼續(xù)執(zhí)行檢查邏輯。

3.檢查并插入：在鎖的保護下，檢查數(shù)據(jù)庫中是否已經(jīng)存在具有相同name和age或age和sex組合的User。如果不存在，則執(zhí)行插入操作。

4.釋放鎖：無論操作成功還是失敗，最后都要釋放鎖，以便其他進程或線程可以獲取鎖并執(zhí)行操作。

結(jié)合Redis數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)避免重復(fù)

然而，更有效的方法可能是使用Redis的集合（Set）或有序集合（Sorted Set）來存儲已經(jīng)存在的組合，并檢查新組合是否已存在。

1.使用集合：

對于name和age的組合，可以創(chuàng)建一個集合user:name_age，其中每個元素都是{name}:{age}的字符串。
對于age和sex的組合，可以創(chuàng)建另一個集合user:age_sex，其中每個元素都是{age}:{sex}的字符串。
在新增User時，先檢查相應(yīng)的集合中是否已經(jīng)存在該組合。如果不存在，則添加到集合中，并執(zhí)行數(shù)據(jù)庫插入操作。
2.使用有序集合（如果需要按某種順序排序）：
類似于集合，但你可以為元素指定一個分數(shù)（score），以便按特定順序存儲和檢索元素。

注意事項

性能考慮：隨著集合中元素的增加，檢查操作可能會變慢。因此，你可能需要考慮使用哈希表或其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來優(yōu)化查找性能。
事務(wù)性：確保檢查集合和插入數(shù)據(jù)庫的操作是原子性的，以防止在檢查之后但在插入之前發(fā)生數(shù)據(jù)變化。
鎖的超時：設(shè)置鎖的超時時間以防止死鎖。
鎖的粒度：根據(jù)你的應(yīng)用場景，你可能需要調(diào)整鎖的粒度。例如，如果操作非常頻繁，并且可以接受一定程度的重復(fù)檢查，則可以考慮放寬鎖的粒度或使用更輕量級的同步機制。

實現(xiàn)代碼

只避免 name和age的重復(fù)

下面的實現(xiàn)的一些代碼：希望能幫到大家理解思路。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;  
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;  
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;  
import org.springframework.stereotype.Service;  
  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  
@Service  
public class UserService {  
  
    @Autowired  
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;  
  
    // 假設(shè)的鎖過期時間  
    private static final long LOCK_EXPIRATION_TIME = 10L; // 10秒  
  
    // 嘗試獲取鎖  
    private boolean tryLock(String key) {  
        ValueOperations<String, String> opsForValue = redisTemplate.opsForValue();  
        // 嘗試設(shè)置鎖，如果鍵不存在則設(shè)置成功，并設(shè)置過期時間  
        return opsForValue.setIfAbsent(key, "locked", LOCK_EXPIRATION_TIME, TimeUnit.SECONDS);  
    }  
  
    // 釋放鎖  
    private void releaseLock(String key) {  
        redisTemplate.delete(key);  
    }  
  
    // 新增User的邏輯  
    public void addUserIfNotExists(User user) {  
        String nameAgeLockKey = "user:lock:name:" + user.getName() + ":age:" + user.getAge();  
  
        // 嘗試獲取鎖  ，獲取鎖成功才會繼續(xù)執(zhí)行下面業(yè)務(wù)上的校驗
        if (tryLock(nameAgeLockKey)) {  
            try {  
                // 在這里執(zhí)行數(shù)據(jù)庫檢查（是否已存在同name和age）  
                
                // 如果不存在，則執(zhí)行插入操作  
  
                // 假設(shè)檢查通過，執(zhí)行插入操作（這里省略了具體的數(shù)據(jù)庫操作）  
                System.out.println("User added successfully");  
  
            } finally {  
                // 釋放鎖  
                releaseLock(nameAgeLockKey);  
            }  
        } else {  
            // 未能獲取鎖，可能是其他進程正在處理相同的組合  
            System.out.println("Failed to acquire lock(s), user addition may be in progress");  
        }  
    }  
  
    // ... 其他代碼 ...  
}

避免 name和age的和age和sex重復(fù)：使用雙重的分布式鎖實現(xiàn)：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;  
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;  
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;  
import org.springframework.stereotype.Service;  
  
import java.util.concurrent.TimeUnit;  
  
@Service  
public class UserService {  
  
    @Autowired  
    private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;  
  
    // 假設(shè)的鎖過期時間  
    private static final long LOCK_EXPIRATION_TIME = 10L; // 10秒  
  
    // 嘗試獲取鎖  
    private boolean tryLock(String key) {  
        ValueOperations<String, String> opsForValue = redisTemplate.opsForValue();  
        // 嘗試設(shè)置鎖，如果鍵不存在則設(shè)置成功，并設(shè)置過期時間  
        return opsForValue.setIfAbsent(key, "locked", LOCK_EXPIRATION_TIME, TimeUnit.SECONDS);  
    }  
  
    // 釋放鎖  
    private void releaseLock(String key) {  
        redisTemplate.delete(key);  
    }  
  
    // 新增User的邏輯  
    public void addUserIfNotExists(User user) {  
    	//加兩次鎖
        String nameAgeLockKey = "user:lock:name:" + user.getName() + ":age:" + user.getAge();  
        String ageSexLockKey = "user:lock:age:" + user.getAge() + ":sex:" + user.getSex();  
  
        // 嘗試獲取兩個鎖  
        if (tryLock(nameAgeLockKey) && tryLock(ageSexLockKey)) {  
            try {  
                // 在這里執(zhí)行數(shù)據(jù)庫檢查（是否已存在同name和age或同age和sex的User）  
                // 如果不存在，則執(zhí)行插入操作  
  
                // 假設(shè)檢查通過，執(zhí)行插入操作（這里省略了具體的數(shù)據(jù)庫操作）  
                System.out.println("User added successfully");  
  
            } finally {  
                // 釋放鎖  釋放兩次
                releaseLock(nameAgeLockKey);  
                releaseLock(ageSexLockKey);  
            }  
        } else {  
            // 未能獲取鎖，可能是其他進程正在處理相同的組合  
            System.out.println("Failed to acquire lock(s), user addition may be in progress");  
        }  
    }  
  
    // ... 其他代碼 ...  
}

雙重加鎖的注意點上面的代碼示例簡化了錯誤處理和重試邏輯。在實際應(yīng)用中，你可能需要處理各種異常情況，例如Redis服務(wù)器不可用、鎖被意外刪除或過期等。此外，如果業(yè)務(wù)邏輯復(fù)雜或執(zhí)行時間較長，你可能需要考慮使用更高級的鎖機制，如Redis的發(fā)布/訂閱模式、Lua腳本或Redis的RedLock算法來確保鎖的安全性和可靠性。

另外，請注意，tryLock 方法中的 setIfAbsent 操作是原子的，這意味著它會在單個Redis命令中完成檢查和設(shè)置操作，從而避免了競態(tài)條件。但是，由于網(wǎng)絡(luò)延遲、Redis服務(wù)器性能等因素，多個客戶端仍可能幾乎同時嘗試獲取相同的鎖。因此，即使使用了鎖，也需要謹慎地設(shè)計你的業(yè)務(wù)邏輯和錯誤處理策略。

到此這篇關(guān)于JAVA實現(xiàn)redis分布式雙重加鎖的示例代碼的文章就介紹到這了,更多相關(guān)JAVA redis分布式雙重加鎖內(nèi)容請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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