springboot+redis+lua實(shí)現(xiàn)分布式鎖的腳本

更新時(shí)間：2024年11月28日 11:15:49 作者：2301_79308687

本文介紹了如何使用Spring Boot、Redis和Lua腳本實(shí)現(xiàn)分布式鎖,包括實(shí)現(xiàn)原理、代碼實(shí)現(xiàn)和存在的問題,感興趣的朋友跟隨小編一起看看吧

1 分布式鎖

Java鎖能保證一個(gè)JVM進(jìn)程里多個(gè)線程交替使用資源。而分布式鎖保證多個(gè)JVM進(jìn)程有序交替使用資源，保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性。
分布式鎖要求

互斥。一個(gè)資源在某個(gè)時(shí)刻只能被一個(gè)線程訪問。避免死鎖。避免某個(gè)線程異常情況不釋放資源，造成死鎖。可重入。高可用。高性能。非阻塞，沒獲取到鎖直接返回失敗。

2 實(shí)現(xiàn)

1 lua腳本

為了實(shí)現(xiàn)redis操作的原子性，使用lua腳本。為了方便改腳本，將腳本單獨(dú)寫在文件里。

-- 加鎖腳本
if redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]);
    return true;
else
    return false;
end
-- 解鎖腳本
if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then
    redis.call('del', KEYS[1]);
    return true;
else
    return false;
end
-- 更新鎖腳本
if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]);
    -- pexpire與expire的區(qū)別是：pexpire毫秒級,expire秒級
    return true;
else
    return false;
end

將腳本裝在Springboot容器管理的bean里。

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean("lock")
    public RedisScript<Boolean> lockRedisScript() {
        DefaultRedisScript redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setResultType(Boolean.class);
        redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("/ratelimit/lock.lua")));
        return redisScript;
    }
    @Bean("unlock")
    public RedisScript<Boolean> unlockRedisScript() {
        DefaultRedisScript redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setResultType(Boolean.class);
        redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("/ratelimit/unlock.lua")));
        return redisScript;
    }
    @Bean("refresh")
    public RedisScript<Boolean> refreshRedisScript() {
        DefaultRedisScript redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setResultType(Boolean.class);
        redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("/ratelimit/refresh.lua")));
        return redisScript;
    }
}

redis分布式鎖業(yè)務(wù)類

@Service
public class LockService {
    private static final long LOCK_EXPIRE = 30_000;
    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(LockService.class);
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
    @Autowired
    @Qualifier("lock")
    private RedisScript<Boolean> lockScript;
    @Autowired
    @Qualifier("unlock")
    private RedisScript<Boolean> unlockScript;
    @Autowired
    @Qualifier("refresh")
    private RedisScript<Boolean> refreshScript;
    public boolean lock(String key, String value) {
        boolean res = redisTemplate.execute(lockScript, List.of(key), value, LOCK_EXPIRE);
        if (res == false) {
            return false;
        }
        refresh(key, value);
        LOGGER.info("lock, key: {}, value: {}, res: {}", key, value, res);
        return res;
    }
    public boolean unlock(String key, String value) {
        Boolean res = redisTemplate.execute(unlockScript, List.of(key), value);
        LOGGER.info("unlock, key: {}, value: {}, res: {}", key, value, res);
        return res != null && Boolean.TRUE.equals(res);
    }
    private void refresh(String key, String value) {
        Thread t = new Thread(() -> {
            while (true) {
                redisTemplate.execute(refreshScript, List.of(key), value, LOCK_EXPIRE);
                try {
                    Thread.sleep(LOCK_EXPIRE / 2);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                LOGGER.info("refresh, current time: {}, key: {}, value: {}", System.currentTimeMillis(), key, value);
            }
        });
        t.setDaemon(true); // 守護(hù)線程
        t.start();
    }
}

測試類

@SpringBootTest(classes = DemoApplication.class)
public class LockServiceTest {
    @Autowired
    private LockService service;
    private int count = 0;
    @Test
    public void test() throws Exception {
        List<CompletableFuture<Void>> taskList = new ArrayList<>();
        for (int threadIndex = 0; threadIndex < 10; threadIndex++) {
            CompletableFuture<Void> task = CompletableFuture.runAsync(() -> addCount());
            taskList.add(task);
        }
        CompletableFuture.allOf(taskList.toArray(new CompletableFuture[0])).join();
    }
    public void addCount() {
        String id = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");
        boolean tryLock = service.lock("account", id);
        while (!tryLock) {
            tryLock = service.lock("account", id);
        }
        for (int i = 0; i < 10_000; i++) {
            count++;
        }
        try {
            Thread.sleep(100_000);
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(e);
        }
        for (int i = 0; i < 3; i++) {
            boolean releaseLock = service.unlock("account", id);
            if (releaseLock) {
                break;
            }
        }
    }
}

3 存在的問題

這個(gè)分布式鎖實(shí)現(xiàn)了互斥，redis鍵映射資源，如果存在鍵，則資源正被某個(gè)線程持有。如果不存在鍵，則資源空閑。
避免死鎖，靠的是設(shè)置reds鍵的過期時(shí)間，同時(shí)開啟守護(hù)線程動態(tài)延長redis鍵的過期時(shí)間，直到該線程任務(wù)完結(jié)。
高性能。redis是內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，性能很高。同時(shí)lua腳本使得redis以原子性更新鎖狀態(tài)，避免多次spirngboot與redis的網(wǎng)絡(luò)IO。
非阻塞。lock()方法沒有獲取到鎖立即返回false，不會阻塞當(dāng)前線程。

沒有實(shí)現(xiàn)可重入和高可用。高可用需要redis集群支持。

到此這篇關(guān)于springboot+redis+lua實(shí)現(xiàn)分布式鎖的文章就介紹到這了,更多相關(guān)springboot redis lua分布式鎖內(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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