springboot+redis分布式鎖實現(xiàn)模擬搶單

更新時間：2019年03月31日 10:18:41 作者：神牛003

這篇文章主要介紹了springboot+redis分布式鎖實現(xiàn)模擬搶單，小編覺得挺不錯的，現(xiàn)在分享給大家，也給大家做個參考。一起跟隨小編過來看看吧

本篇內(nèi)容主要講解的是redis分布式鎖，這個在各大廠面試幾乎都是必備的，下面結合模擬搶單的場景來使用她；本篇不涉及到的redis環(huán)境搭建，快速搭建個人測試環(huán)境，這里建議使用docker；本篇內(nèi)容節(jié)點如下：

jedis的nx生成鎖
如何刪除鎖
模擬搶單動作(10w個人開搶)

jedis的nx生成鎖

對于java中想操作redis，好的方式是使用jedis，首先pom中引入依賴：

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

對于分布式鎖的生成通常需要注意如下幾個方面：

創(chuàng)建鎖的策略：redis的普通key一般都允許覆蓋，A用戶set某個key后，B在set相同的key時同樣能成功，如果是鎖場景，那就無法知道到底是哪個用戶set成功的；這里jedis的setnx方式為我們解決了這個問題，簡單原理是：當A用戶先set成功了，那B用戶set的時候就返回失敗，滿足了某個時間點只允許一個用戶拿到鎖。
鎖過期時間：某個搶購場景時候，如果沒有過期的概念，當A用戶生成了鎖，但是后面的流程被阻塞了一直無法釋放鎖，那其他用戶此時獲取鎖就會一直失敗，無法完成搶購的活動；當然正常情況一般都不會阻塞，A用戶流程會正常釋放鎖；過期時間只是為了更有保障。

下面來上段setnx操作的代碼：

public boolean setnx(String key, String val) {
    Jedis jedis = null;
    try {
      jedis = jedisPool.getResource();
      if (jedis == null) {
        return false;
      }
      return jedis.set(key, val, "NX", "PX", 1000 * 60).
          equalsIgnoreCase("ok");
    } catch (Exception ex) {
    } finally {
      if (jedis != null) {
        jedis.close();
      }
    }
    return false;
  }

這里注意點在于jedis的set方法，其參數(shù)的說明如：

NX：是否存在key，存在就不set成功
PX：key過期時間單位設置為毫秒（EX：單位秒）

setnx如果失敗直接封裝返回false即可，下面我們通過一個get方式的api來調用下這個setnx方法：

 @GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
  public boolean setnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
    return jedisCom.setnx(key, val);
  }

訪問如下測試url，正常來說第一次返回了true，第二次返回了false，由于第二次請求的時候redis的key已存在，所以無法set成功

由上圖能夠看到只有一次set成功，并key具有一個有效時間，此時已到達了分布式鎖的條件。

如何刪除鎖

上面是創(chuàng)建鎖，同樣的具有有效時間，但是我們不能完全依賴這個有效時間，場景如：有效時間設置1分鐘，本身用戶A獲取鎖后，沒遇到什么特殊情況正常生成了搶購訂單后，此時其他用戶應該能正常下單了才對，但是由于有個1分鐘后鎖才能自動釋放，那其他用戶在這1分鐘無法正常下單（因為鎖還是A用戶的），因此我們需要A用戶操作完后，主動去解鎖：

public int delnx(String key, String val) {
    Jedis jedis = null;
    try {
      jedis = jedisPool.getResource();
      if (jedis == null) {
        return 0;
      }

      //if redis.call('get','orderkey')=='1111' then return redis.call('del','orderkey') else return 0 end
      StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
      sbScript.append("if redis.call('get','").append(key).append("')").append("=='").append(val).append("'").
          append(" then ").
          append("  return redis.call('del','").append(key).append("')").
          append(" else ").
          append("  return 0").
          append(" end");

      return Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());
    } catch (Exception ex) {
    } finally {
      if (jedis != null) {
        jedis.close();
      }
    }
    return 0;
  }

這里也使用了jedis方式，直接執(zhí)行l(wèi)ua腳本：根據(jù)val判斷其是否存在，如果存在就del；

其實個人認為通過jedis的get方式獲取val后，然后再比較value是否是當前持有鎖的用戶，如果是那最后再刪除，效果其實相當；只不過直接通過eval執(zhí)行腳本，這樣避免多一次操作了redis而已，縮短了原子操作的間隔。(如有不同見解請留言探討)；同樣這里創(chuàng)建個get方式的api來測試：

 @GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
  public int delnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
     return jedisCom.delnx(key, val);
  }

注意的是delnx時，需要傳遞創(chuàng)建鎖時的value，因為通過et的value與delnx的value來判斷是否是持有鎖的操作請求，只有value一樣才允許del；

模擬搶單動作(10w個人開搶)

有了上面對分布式鎖的粗略基礎，我們模擬下10w人搶單的場景，其實就是一個并發(fā)操作請求而已，由于環(huán)境有限，只能如此測試；如下初始化10w個用戶，并初始化庫存，商品等信息，如下代碼：

//總庫存
  private long nKuCuen = 0;
  //商品key名字
  private String shangpingKey = "computer_key";
  //獲取鎖的超時時間 秒
  private int timeout = 30 * 1000;

  @GetMapping("/qiangdan")
  public List<String> qiangdan() {

    //搶到商品的用戶
    List<String> shopUsers = new ArrayList<>();

    //構造很多用戶
    List<String> users = new ArrayList<>();
    IntStream.range(0, 100000).parallel().forEach(b -> {
      users.add("神牛-" + b);
    });

    //初始化庫存
    nKuCuen = 10;

    //模擬開搶
    users.parallelStream().forEach(b -> {
      String shopUser = qiang(b);
      if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
        shopUsers.add(shopUser);
      }
    });

    return shopUsers;
  }

有了上面10w個不同用戶，我們設定商品只有10個庫存，然后通過并行流的方式來模擬搶購，如下?lián)屬彽膶崿F(xiàn)：

/**
   * 模擬搶單動作
   *
   * @param b
   * @return
   */
  private String qiang(String b) {
    //用戶開搶時間
    long startTime = System.currentTimeMillis();

    //未搶到的情況下，30秒內(nèi)繼續(xù)獲取鎖
    while ((startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()) {
      //商品是否剩余
      if (nKuCuen <= 0) {
        break;
      }
      if (jedisCom.setnx(shangpingKey, b)) {
        //用戶b拿到鎖
        logger.info("用戶{}拿到鎖...", b);
        try {
          //商品是否剩余
          if (nKuCuen <= 0) {
            break;
          }

          //模擬生成訂單耗時操作，方便查看：神牛-50 多次獲取鎖記錄
          try {
            TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
          } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
          }

          //搶購成功，商品遞減，記錄用戶
          nKuCuen -= 1;

          //搶單成功跳出
          logger.info("用戶{}搶單成功跳出...所剩庫存：{}", b, nKuCuen);

          return b + "搶單成功，所剩庫存：" + nKuCuen;
        } finally {
          logger.info("用戶{}釋放鎖...", b);
          //釋放鎖
          jedisCom.delnx(shangpingKey, b);
        }
      } else {
        //用戶b沒拿到鎖，在超時范圍內(nèi)繼續(xù)請求鎖，不需要處理
//        if (b.equals("神牛-50") || b.equals("神牛-69")) {
//          logger.info("用戶{}等待獲取鎖...", b);
//        }
      }
    }
    return "";
  }

這里實現(xiàn)的邏輯是：

parallelStream()：并行流模擬多用戶搶購
(startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()：判斷未搶成功的用戶，timeout秒內(nèi)繼續(xù)獲取鎖
獲取鎖前和后都判斷庫存是否還足夠
jedisCom.setnx(shangpingKey, b)：用戶獲取搶購鎖
獲取鎖后并下單成功，最后釋放鎖：jedisCom.delnx(shangpingKey, b)

再來看下記錄的日志結果：