redis深入淺出分佈式鎖實現上篇

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問題描述

隨著業務發展的需要，原單體單機部署的系統被演化成分佈式集群系統後，由於分佈式系統多線程、多進程並且分佈在不同機器上，這將使原單機部署情況下的並發控制鎖策略失效，單純的Java API並不能提供分佈式鎖的能力。為瞭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，這就是分佈式鎖要解決的問題！

分佈式鎖主流的實現方案：

1. 基於數據庫實現分佈式鎖

2. 基於緩存（Redis等）

3. 基於Zookeeper

每一種分佈式鎖解決方案都有各自的優缺點：

1. 性能：redis最高

2. 可靠性：zookeeper最高

這裡，我們就基於redis實現分佈式鎖。

解決方案

使用redis實現分佈式鎖

redis:命令

# set sku:1:info “OK” NX PX 10000

EX second ：設置鍵的過期時間為 second 秒。 SET key value EX second 效果等同於 SETEX key second value 。

PX millisecond ：設置鍵的過期時間為 millisecond 毫秒。 SET key value PX millisecond 效果等同於 PSETEX key millisecond value 。

NX ：隻在鍵不存在時，才對鍵進行設置操作。 SET key value NX 效果等同於 SETNX key value 。

XX ：隻在鍵已經存在時，才對鍵進行設置操作。

1. 多個客戶端同時獲取鎖（setnx）

2. 獲取成功，執行業務邏輯{從db獲取數據，放入緩存}，執行完成釋放鎖（del）

3. 其他客戶端等待重試

編寫代碼

Redis:

set num 0

@GetMapping("testLock")
public void testLock(){
    //1獲取鎖，setne
    Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
    //2獲取鎖成功、查詢num的值
    if(lock){
        Object value = redisTemplate.opsForValue().get("num");
        //2.1判斷num為空return
        if(StringUtils.isEmpty(value)){
            return;
        }
        //2.2有值就轉成成int
        int num = Integer.parseInt(value+"");
        //2.3把redis的num加1
        redisTemplate.opsForValue().set("num", ++num);
        //2.4釋放鎖，del
        redisTemplate.delete("lock");
    }else{
        //3獲取鎖失敗、每隔0.1秒再獲取
        try {
            Thread.sleep(100);
            testLock();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

重啟，服務集群，通過網關壓力測試：

ab -n 1000 -c 100 http://192.168.140.1:8080/test/testLock

查看redis中num的值：

基本實現。

問題：setnx剛好獲取到鎖，業務邏輯出現異常，導致鎖無法釋放

解決：設置過期時間，自動釋放鎖。

優化之設置鎖的過期時間

設置過期時間有兩種方式：

1. 首先想到通過expire設置過期時間（缺乏原子性：如果在setnx和expire之間出現異常，鎖也無法釋放）

2. 在set時指定過期時間（推薦）

設置過期時間：

壓力測試肯定也沒有問題。自行測試

問題：可能會釋放其他服務器的鎖。

場景：如果業務邏輯的執行時間是7s。執行流程如下

index1業務邏輯沒執行完，3秒後鎖被自動釋放。index2獲取到鎖，執行業務邏輯，3秒後鎖被自動釋放。index3獲取到鎖，執行業務邏輯index1業務邏輯執行完成，開始調用del釋放鎖，這時釋放的是index3的鎖，導致index3的業務隻執行1s就被別人釋放。最終等於沒鎖的情況。

解決：setnx獲取鎖時，設置一個指定的唯一值（例如：uuid）；釋放前獲取這個值，判斷是否自己的鎖

優化之UUID防誤刪

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