因为用户同时拜访线上的下订单接口,导致在扣减库存时呈现了异样,这是一个很典型的并发问题,本篇文章为解决并发问题而生,采纳的技术为Redis锁机制+多线程的阻塞唤醒办法。

在实现Redis锁机制之前,咱们须要理解一下前置常识。

一、前置常识

1、多线程

将wait()、notifyAll()归为到多线程的办法中略有一些不失当,这两个办法是Object中的办法。

① 当调用了wait()办法后,让以后线程进入期待状态,并且让以后线程开释对象锁,期待既为阻塞状态,期待notifyAll()办法的唤醒。

wait()办法和sleep()办法有一些相似之处,都是使以后线程阻塞,但他们理论是有一些区别的。

  1. 执行wait() 办法之前须要申请锁,wait()办法执行的时候会开释锁,期待被唤醒的时候竞争锁。
  2. sleep()只是让以后线程休眠一段时间,忽视锁的存在。
  3. wait() 是Object类的办法 sleep()是Thread的静态方法

② notifyAll()办法为唤醒wait()中的线程。

notifyAll() 和 notify() 办法都是能够唤醒调用了wait()办法,而陷入阻塞的线程。

然而notify()是随机唤醒这个阻塞队列中随机的一个线程,而notifyAll()是唤醒所用的调用了wait()办法而陷入阻塞的线程,让他们本人去抢占对象锁。

notifyAll() 和 notify() 也都是必须在加锁的同步代码块中被调用,它们起的是唤醒的作用,不是开释锁的作用,只用在以后同步代码块中的程序执行完,也就是对象锁天然开释了,notifyAll() 和 notify()办法才会起作用,去唤醒线程。

wait()办法个别是和notify() 或者 notifyAll() 办法一起连用的。

以上为把握本篇博客必备的多线程常识,如果零碎学习多线程的相干常识可查阅博客 程序员田同学

2、Redis

加锁的过程实质上就是往Redis中set值,当别的过程也来set值时候,发现外面曾经有值了,就只能放弃获取稍后再试。

Redis提供了一个人造实现锁机制的办法。

在Redis客户端的命令为 setnx(set if not exists) 

在集成Springboot中采纳的办法为:

redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value);

如果外面set值胜利会返回True,如果外面曾经存在值就会返回False。

在咱们理论应用的时候,setIfAbsent()办法并不是总是返回True和False。

如果咱们的业务中加了事务,该办法会返回null,不晓得这是一个bug还是什么,这是Redis的一个巨坑,节约了很长时间才发现了这个问题,如果解决此问题能够跳转到第四章。

二、实现原理

分布式锁实质上要实现的指标就是在 Redis 外面占一个地位,当别的过程也要来占时,发现曾经有人占在那里了,就只好放弃或者稍后再试。占位个别是应用 setnx(set if not exists) 指令,只容许被一个客户端占位。先来先占, 事办完了,再调用 del 指令开释茅坑。

其中,发现Redis中曾经有值了,以后线程是间接放弃还是稍后再试别离就代表着,非阻塞锁和阻塞锁。

在咱们的业务场景中必定是要稍后再试(阻塞锁),如果是间接放弃(非阻塞锁)在数据库层面就能够间接做,就不须要咱们在代码大费周章了。

非阻塞锁只能保留数据的正确性,在高并发的状况下会抛出大量的异样,当一百个并发申请到来时,只有一个申请胜利,其余均会抛出异样。

Redis非阻塞锁和 MySQL的乐观锁,最终达到的成果是一样的,乐观锁是采纳CAS的思维。

乐观锁办法:表字段 加一个版本号,或者别的字段也能够!加版本号,能够晓得管制程序而已!在update 的时候能够where前面加上version= oldVersion。数据库,在任何并发的状况下,update 胜利就是 1 失败就是 0 .能够依据返回的 1 ,0 做相应的解决!

咱们更举荐大家应用阻塞锁的形式。

当获取不到锁时候,咱们让以后线程应用wait()办法唤醒,当持有锁的线程应用实现后,调用notifyAll()唤醒所有期待的办法。

三、具体实现

以下代码为阻塞锁的实现形式。

业务层:

    public String test() throws InterruptedException {        lock("lockKey");        System.out.println("11");        System.out.println("22");        System.out.println(Thread.currentThread().getName()+"***********");        Thread.sleep(2000);        System.out.println("33");        System.out.println("44");        System.out.println("55");        unlock("lockKey");        return "String";    }

锁的工具类:

次要是加锁和解锁的两个办法。

 //每一个redis的key对应一个阻塞对象    private static HashMap<String, Object> blockers = new HashMap<>();    //以后取得锁的线程    private static Thread curThread;    public static RedisTemplate redisTemplate = (RedisTemplate) SpringUtils.getBean("redisTemplate") ;    /**     * 加锁     * @param key     * @throws InterruptedException     */    public static void lock(String key) {        //循环判断是否可能创立key, 不能则间接wait开释CPU执行权        //放不进指阐明锁正在被占用        System.out.println(key+"**");        while (!RedisUtil.setLock(key,"1",3)){            synchronized (key) {                blockers.put(key, key);                //wait开释CPU执行权                try {                    key.wait();                } catch (InterruptedException e) {                    e.printStackTrace();                }            }        }        blockers.put(key, key);        //可能胜利创立,获取锁胜利记录以后获取锁线程        curThread = Thread.currentThread();    }    /**     * 解锁     * @param key     */    public static void unlock(String key) {        //判断是否为加锁的线程执行解锁, 不是则间接疏忽        if( curThread == Thread.currentThread()) {            RedisUtil.delete(key);            //删除key之后须要notifyAll所有的利用, 所以这里采纳发订阅音讯给所有的利用          //  RedisUtil.publish("lock", key);            //notifllall其余线程            Object lock = blockers.get(key);            if(lock != null) {                synchronized (lock) {                    lock.notifyAll();                }            }        }    }

当咱们在不加锁时候,应用接口测试工具测试时,12345并不能都是程序执行的,会造成输入程序不统一,如果是在咱们的理论场景中,这是输出换成了数据库的select和update,数据呈现错乱也是很失常的状况了。

当咱们加上锁当前,12345都是程序输入,并发问题顺利解决了。

四、附录

1、Redis存在的bug

原本lock()办法是间接调用 "Redis.setIfAbsent()" 办法,然而在应用时候始终报空指针异样,最终定位问题为Redis.setIfAbsent()办法存在问题。

在我的理论业务中,下订单的办法应用了@Transflastion减少了事务,导致该办法返回null,咱们手写一个实现setIfAbsent()的作用。

 /**     * 只有key不存在时,才设置值, 返回true, 否则返回false     *     * @param key     key 不能为null     * @param value   value 不能为null     * @param timeout 过期时长, 单位为妙     * @return     */    public static Boolean setLock(String key,String value, long timeout) {        SessionCallback<Boolean> sessionCallback = new SessionCallback<Boolean>() {            List<Object> exec = null;            @Override            @SuppressWarnings("unchecked")            public Boolean execute(RedisOperations operations) throws DataAccessException {                operations.multi();                redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value);                redisTemplate.expire(key,timeout, TimeUnit.SECONDS);                exec = operations.exec();                if(exec.size() > 0) {                    return (Boolean) exec.get(0);                }                return false;            }        };        return (Boolean) redisTemplate.execute(sessionCallback);    }

不便比照,以下贴上本来的setIfAbsent()办法。

 /**   * 只有key不存在时,才设置值, 返回true, 否则返回false [正告:事务或者管道状况下会报错-可应用 setLock办法]   *   * @param key     key 不能为null   * @param value   value 不能为null   * @param timeout 过期时长, 单位为妙   * @return   */  @Deprecated  public static <T> Boolean setIfAbsent(String key, T value, long timeout) {     // redisTemplate.multi();      ValueOperations<String, T> valueOperations = redisTemplate.opsForValue();      Boolean aBoolean = valueOperations.setIfAbsent(key, value, timeout, TimeUnit.SECONDS);     // redisTemplate.exec();    return aBoolean;  }

2、MySQL的锁机制

在并发场景下MySQL会报错,报错信息如下:

### Cause: com.mysql.cj.jdbc.exceptions.MySQLTransactionRollbackException: Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction; SQL []; Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction; nested exception is com.mysql.cj.jdbc.exceptions.MySQLTransactionRollbackException: Lock wait timeout exceeded; try restarting transaction

问题呈现的起因是,某一种表频繁被锁表,导致另外一个事务超时,呈现问题的起因是MySQL的机制。

MySQL更新时如果where字段存在索引会应用行锁,否则会应用表锁。

咱们应用navichat在where字段上加上索引,问题顺利的迎刃而解。