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基于Redis分布式鎖的實(shí)現(xiàn)代碼

 更新時(shí)間:2018年05月07日 15:42:32   作者:liuyang0  
這篇文章主要介紹了Redis分布式鎖的實(shí)現(xiàn),小編覺(jué)得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,也給大家做個(gè)參考。一起跟隨小編過(guò)來(lái)看看吧

概述

目前幾乎很多大型網(wǎng)站及應(yīng)用都是分布式部署的,分布式場(chǎng)景中的數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題一直是一個(gè)比較重要的話題。分布式的CAP理論告訴我們“任何一個(gè)分布式系統(tǒng)都無(wú)法同時(shí)滿足一致性(Consistency)、可用性(Availability)和分區(qū)容錯(cuò)性(Partition tolerance),最多只能同時(shí)滿足兩項(xiàng)?!彼?,很多系統(tǒng)在設(shè)計(jì)之初就要對(duì)這三者做出取舍。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的絕大多數(shù)的場(chǎng)景中,都需要犧牲強(qiáng)一致性來(lái)?yè)Q取系統(tǒng)的高可用性,系統(tǒng)往往只需要保證“最終一致性”,只要這個(gè)最終時(shí)間是在用戶(hù)可以接受的范圍內(nèi)即可。

在很多場(chǎng)景中,我們?yōu)榱吮WC數(shù)據(jù)的最終一致性,需要很多的技術(shù)方案來(lái)支持,比如分布式事務(wù)、分布式鎖等。

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

在此就不介紹Redis的安裝了。

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;
/**
 * Created by liuyang on 2017/4/20.
 */
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<Object> 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;

/**
 * Created by liuyang on 2017/4/20.
 */
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。

下一次我會(huì)使用zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖,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。

上面的代碼可以在我的GitHub中進(jìn)行查看。

以上就是本文的全部?jī)?nèi)容,希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助,也希望大家多多支持腳本之家。

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