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淺析如何用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖

張率功 / 493人閱讀

摘要:刪除在使用實(shí)現(xiàn)分布式鎖的時(shí)候,主要就會(huì)使用到這三個(gè)命令。其實(shí),使用的可靠性是要大于使用實(shí)現(xiàn)的分布式鎖的,但是相比而言,的性能更好。

選用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖原因

Redis有很高的性能

Redis命令對(duì)此支持較好,實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較方便

使用命令介紹

SETNX

SETNX key val
當(dāng)且僅當(dāng)key不存在時(shí),set一個(gè)key為val的字符串,返回1;若key存在,則什么都不做,返回0。

expire

expire key timeout
為key設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間,單位為second,超過(guò)這個(gè)時(shí)間鎖會(huì)自動(dòng)釋放,避免死鎖。

delete

delete key
刪除key

在使用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖的時(shí)候,主要就會(huì)使用到這三個(gè)命令。

實(shí)現(xiàn)

使用的是jedis來(lái)連接Redis。

實(shí)現(xiàn)思想

獲取鎖的時(shí)候,使用setnx加鎖,并使用expire命令為鎖添加一個(gè)超時(shí)時(shí)間,超過(guò)該時(shí)間則自動(dòng)釋放鎖,鎖的value值為一個(gè)隨機(jī)生成的UUID,通過(guò)此在釋放鎖的時(shí)候進(jìn)行判斷。

獲取鎖的時(shí)候還設(shè)置一個(gè)獲取的超時(shí)時(shí)間,若超過(guò)這個(gè)時(shí)間則放棄獲取鎖。

釋放鎖的時(shí)候,通過(guò)UUID判斷是不是該鎖,若是該鎖,則執(zhí)行delete進(jìn)行鎖釋放。

分布式鎖的核心代碼如下:

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.Transaction;
import redis.clients.jedis.exceptions.JedisException;
 
import java.util.List;
import java.util.UUID;
 
public class DistributedLock {
    private final JedisPool jedisPool;
 
    public DistributedLock(JedisPool jedisPool) {
        this.jedisPool = jedisPool;
    }
 
    /**
     * 加鎖
     * @param locaName  鎖的key
     * @param acquireTimeout  獲取超時(shí)時(shí)間
     * @param timeout   鎖的超時(shí)時(shí)間
     * @return 鎖標(biāo)識(shí)
     */
    public String lockWithTimeout(String locaName,
                                  long acquireTimeout, long timeout) {
        Jedis conn = null;
        String retIdentifier = null;
        try {
            // 獲取連接
            conn = jedisPool.getResource();
            // 隨機(jī)生成一個(gè)value
            String identifier = UUID.randomUUID().toString();
            // 鎖名,即key值
            String lockKey = "lock:" + locaName;
            // 超時(shí)時(shí)間,上鎖后超過(guò)此時(shí)間則自動(dòng)釋放鎖
            int lockExpire = (int)(timeout / 1000);
 
            // 獲取鎖的超時(shí)時(shí)間,超過(guò)這個(gè)時(shí)間則放棄獲取鎖
            long end = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout;
            while (System.currentTimeMillis() < end) {
                if (conn.setnx(lockKey, identifier) == 1) {
                    conn.expire(lockKey, lockExpire);
                    // 返回value值,用于釋放鎖時(shí)間確認(rèn)
                    retIdentifier = identifier;
                    return retIdentifier;
                }
                // 返回-1代表key沒(méi)有設(shè)置超時(shí)時(shí)間,為key設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間
                if (conn.ttl(lockKey) == -1) {
                    conn.expire(lockKey, lockExpire);
                }
 
                try {
                    Thread.sleep(10);
                } catch (InterruptedException e) {
                    Thread.currentThread().interrupt();
                }
            }
        } catch (JedisException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (conn != null) {
                conn.close();
            }
        }
        return retIdentifier;
    }
 
    /**
     * 釋放鎖
     * @param lockName 鎖的key
     * @param identifier    釋放鎖的標(biāo)識(shí)
     * @return
     */
    public boolean releaseLock(String lockName, String identifier) {
        Jedis conn = null;
        String lockKey = "lock:" + lockName;
        boolean retFlag = false;
        try {
            conn = jedisPool.getResource();
            while (true) {
                // 監(jiān)視lock,準(zhǔn)備開(kāi)始事務(wù)
                conn.watch(lockKey);
                // 通過(guò)前面返回的value值判斷是不是該鎖,若是該鎖,則刪除,釋放鎖
                if (identifier.equals(conn.get(lockKey))) {
                    Transaction transaction = conn.multi();
                    transaction.del(lockKey);
                    List results = transaction.exec();
                    if (results == null) {
                        continue;
                    }
                    retFlag = true;
                }
                conn.unwatch();
                break;
            }
        } catch (JedisException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            if (conn != null) {
                conn.close();
            }
        }
        return retFlag;
    }
}

測(cè)試

下面就用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子測(cè)試剛才實(shí)現(xiàn)的分布式鎖。
例子中使用50個(gè)線程模擬秒殺一個(gè)商品,使用--運(yùn)算符來(lái)實(shí)現(xiàn)商品減少,從結(jié)果有序性就可以看出是否為加鎖狀態(tài)。

模擬秒殺服務(wù),在其中配置了jedis線程池,在初始化的時(shí)候傳給分布式鎖,供其使用。

import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

public class Service {
    private static JedisPool pool = null;
 
    static {
        JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
        // 設(shè)置最大連接數(shù)
        config.setMaxTotal(200);
        // 設(shè)置最大空閑數(shù)
        config.setMaxIdle(8);
        // 設(shè)置最大等待時(shí)間
        config.setMaxWaitMillis(1000 * 100);
        // 在borrow一個(gè)jedis實(shí)例時(shí),是否需要驗(yàn)證,若為true,則所有jedis實(shí)例均是可用的
        config.setTestOnBorrow(true);
        pool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379, 3000);
    }
 
    DistributedLock lock = new DistributedLock(pool);
 
    int n = 500;
 
    public void seckill() {
        // 返回鎖的value值,供釋放鎖時(shí)候進(jìn)行判斷
        String indentifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲得了鎖");
        System.out.println(--n);
        lock.releaseLock("resource", indentifier);
    }
}

模擬線程進(jìn)行秒殺服務(wù)

public class ThreadA extends Thread {
    private Service service;
 
    public ThreadA(Service service) {
        this.service = service;
    }
 
    @Override
    public void run() {
        service.seckill();
    }
}
 
public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Service service = new Service();
        for (int i = 0; i < 50; i++) {
            ThreadA threadA = new ThreadA(service);
            threadA.start();
        }
    }
}

結(jié)果如下,結(jié)果為有序的。

若注釋掉使用鎖的部分

public void seckill() {
    // 返回鎖的value值,供釋放鎖時(shí)候進(jìn)行判斷
    //String indentifier = lock.lockWithTimeout("resource", 5000, 1000);
    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲得了鎖");
    System.out.println(--n);
    //lock.releaseLock("resource", indentifier);
}

從結(jié)果可以看出,有一些是異步進(jìn)行的。

在分布式環(huán)境中,對(duì)資源進(jìn)行上鎖有時(shí)候是很重要的,比如搶購(gòu)某一資源,這時(shí)候使用分布式鎖就可以很好地控制資源。

當(dāng)然,在具體使用中,還需要考慮很多因素,比如超時(shí)時(shí)間的選取,獲取鎖時(shí)間的選取對(duì)并發(fā)量都有很大的影響,上述實(shí)現(xiàn)的分布式鎖也只是一種簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn),主要是一種思想。

[其實(shí),使用zookeeper的可靠性是要大于使用redis實(shí)現(xiàn)的分布式鎖的,但是相比而言,redis的性能更好。]

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