关于redis:redis分布式锁

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前言

上回说到如何应用 zookeeper 实现分布式锁，它是通过节点的新建和删除来实现的，这种频繁的 io 操作在并发很高的状况下必定是不实用的，那这节咱们来看看如何应用 redis 实现分布式锁。

咱们都晓得 redis 最大的劣势就是速度快，大部分操作都是在内存中间接实现的，这就和 io 操作不在一个数量级上了。

手动实现分布式锁

实现逻辑

首先咱们要理清 redis 实现分布式锁的逻辑：在 redis 中，咱们次要通过 setnx 这个命令来实现分布式锁，这个命令什么意思呢？set not exit，只有在 key 不存在时，才会设值胜利 ，这就能够模拟出各个客户端过去拿锁的过程，当多个客户端同时过去获取锁时，当有一个 setnx 胜利时，那其余客户端都会失败，那这些失败的客户端怎么办呢？咱们能够通过循环期待来反复获取锁，直到获取锁胜利。

获取到锁的客户端能够通过删除节点来开释锁，这里有一点须要留神：在 zookeeper 中能够通过长期节点来避免客户端宕机等起因造成的死锁问题，那在 redis 中就须要无效工夫来避免了，当客户端在肯定工夫范畴内还没有开释锁的话，就须要主动删除节点来开释锁。

留神点

1、在获取锁的时候须要 setnx 和设置无效工夫，这两步必须原子操作，否则在高并发状况下必定会出问题。

从 Redis 2.6.12 版本开始，set 命令的行为能够通过一系列参数来批改：SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]，通过参数设值，能够同时实现 setnx 和 setex 两种成果，因而不必散布执行，这就保障了操作的原子性。

2、在获取锁设值的时候，须要设值一个线程的惟一 id，这里能够应用 uuid 来实现，在开释锁的时候，也就是删除 key 须要判断值是否和以后线程的 uuid 一样，一样才示意是以后持有的锁。

代码实现

测试 redis 客户端选用 jeds，须要引入 jedis 包 

<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>

写一个工具类来获取 jedis

public class RedisUtil {

    private static volatile JedisPool jedisPool = null;

    private RedisUtil(){}

    public static JedisPool getJedisPool() {if (jedisPool == null) {synchronized (RedisUtil.class) {if (jedisPool == null) {GenericObjectPoolConfig config = new GenericObjectPoolConfig();
                    config.setMaxTotal(100);
                    config.setMaxIdle(20);
                    jedisPool = new JedisPool(config, "127.0.0.1", 6379);
                }
            }
        }
        return jedisPool;
    }
    public static Jedis getJedis() {return getJedisPool().getResource();}
}

下面 jedis 连接池应用单例来保障唯一性，如果应用 spring 框架的话，能够交给 spring 来治理，我这里只是单纯测试类。

接着写获取锁和开释锁办法 

public interface RedisLock {boolean tryLock(String key, String value);
    void unLock(String key, String value) throws Exception;
}
public class RedisLockImpl implements RedisLock {

    @Override
    public boolean tryLock(String key, String value) {
        try {Jedis jedis = RedisUtil.getJedis();
            // 胜利返回 OK，失败返回 null
            String set = jedis.set(key, value, "NX", "PX", 10000);
            return set != null;
        } catch (Exception e) {e.printStackTrace();
        }
        return false;
    }

    @Override
    public void unLock(String key, String value) throws Exception{Jedis jedis = RedisUtil.getJedis();
        String s = jedis.get(key);
        // 判断以后 uuid 是否和 redis 中一样
        if (s == null || !s.equals(value)) {throw new Exception("此对象没有获取锁，无奈开释");
        }
        jedis.del(key);
    }
}

最初咱们来测试一下，因为在本地是单机状况下，能够应用多线程来模仿分布式。

public class RedisLockTest {private static ThreadPoolExecutor threadPoolExecutor = new ThreadPoolExecutor(5, 20, 0, TimeUnit.MILLISECONDS, new LinkedBlockingDeque<Runnable>(1024));

    public static void main(String[] args) throws Exception{RedisLock redisLock = new RedisLockImpl();
        String key = "lock:demo:1";
        for (int i = 0; i < 2; i++) {threadPoolExecutor.execute(() -> {
                // 线程惟一 id
                String value = UUID.randomUUID().toString();
                // 循环期待获取锁
                while (true) {
                    try {boolean flag = redisLock.tryLock(key, value);
                        if (flag) {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取得锁胜利，开始工作");
                            Thread.sleep(1000);
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "工作一秒实现，开释锁");
                            redisLock.unLock(key, value);
                            break;
                        } else {System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "取得锁失败");
                            Thread.sleep(2000);
                            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "期待 2s");
                        }
                    } catch (Exception e) {e.printStackTrace();
                    }
                }
            });
        }
    }
}

后果：pool-1-thread- 1 取得锁胜利，开始工作
pool-1-thread- 2 取得锁失败
pool-1-thread- 1 工作一秒实现，开释锁
pool-1-thread- 2 期待 2s
pool-1-thread- 2 取得锁胜利，开始工作
pool-1-thread- 2 工作一秒实现，开释锁

下面只是简略的实现了 redis 分布式锁的次要逻辑，外面还有很多有余的中央，比方开释锁的时候，咱们先是查问值再比拟，最初再删除，这就不能保障原子性了，这种状况能够应用 lua 脚本来实现，这里就不过多介绍。

在实在工作中，如果要应用 redis 分布式锁，根本都是应用开源框架 redisson 来实现。

Redisson 实现分布式锁

应用 redisson 来实现分布式锁就很简略了，外面实现的细节框架都曾经帮咱们实现好了。

首先引入 redisson 包 

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.11.5</version>
</dependency>

在本地同样应用多线程来模仿分布式环境 

public class RedissonTest {

    private static RedissonClient redissonClient;

    static {Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
        redissonClient = Redisson.create(config);
    }

    public static void main(String[] args) {for (int i = 0; i < 2; i++) {new Thread(() -> {RLock lock = redissonClient.getLock("redisson:lock");
                lock.lock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"获取到锁");
                try {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"操作");
                    Thread.sleep(3000);
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"操作完结");
                }catch (Exception e){e.printStackTrace();
                }finally {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"开释锁");
                    lock.unlock();}
            }).start();}
    }
}
输入：Thread- 1 获取到锁
Thread- 1 操作
Thread- 1 操作完结
Thread- 1 开释锁
Thread- 2 获取到锁
Thread- 2 操作
Thread- 2 操作完结
Thread- 2 开释锁

总结

在分布式环境下，如果要应用分布式锁，须要联合本身业务需要来抉择适合的分布式锁；咱们都晓得，分布式中有个 CAP 准则，一致性（Consistency）、可用性（Availability）、分区容错性（Partition tolerance）；个别分布式只能保障两点，AP 或者 CP， 如果零碎最求一致性，那么就抉择 zookeeper 分布式锁，如果零碎最求可用性，那么就抉择 redis 分布式锁；

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正文完
redis
发表至： redis
2020-08-10
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