快捷導(dǎo)航

Java基于redis實現(xiàn)分布式鎖代碼實例

更新時間：2020年04月09日 10:43:38 作者：繁華亂世

這篇文章主要介紹了Java基于redis實現(xiàn)分布式鎖代碼實例,文中通過示例代碼介紹的非常詳細，對大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價值,需要的朋友可以參考下

為什么會有這個需求：

例如一個簡單用戶的操作，一個線程去修改用戶狀態(tài)，首先在在內(nèi)存中讀出用戶的狀態(tài)，然后在內(nèi)存中進行修改，然后在存到數(shù)據(jù)庫中。在單線程中，這是沒有問題的。但是在多線程中由于讀取，修改，寫入是三個操作，不是原子操作（同時成功或失敗），因此在多線程中會存在數(shù)據(jù)的安全性問題。

這個問題的話，就可以用分布式鎖在限制程序的并發(fā)執(zhí)行。

實現(xiàn)思路：

就是進來一個先占位，當(dāng)別的線程進來操作的時候，發(fā)現(xiàn)有人占位了，就會放棄或者稍后再試。

占位的實現(xiàn)：

在redis中的setnx命令來實現(xiàn)，redis命令可以參考我這篇博客https://www.cnblogs.com/javazl/p/12657280.html，默認(rèn)set命令就是存值，當(dāng)key存在的時候，set就會覆蓋key的value值，而setnx則不會。當(dāng)沒有key的時候，setnx就會進來先占位，當(dāng)key存在了，其他的setnx就進不來了。。等到第一個執(zhí)行完成后，在del命令釋放位子。

代碼實現(xiàn)：

public class LockTest {
  public static void main(String[] args) {
    Redis redis = new Redis();
    redis.execute(jedis->{
      Long setnx = jedis.setnx("k1", "v1");
     //setnx的返回值為long類型
      if (setnx == 1) {
        //沒人占位
        jedis.set("name", "zl");
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println(name);
        //釋放資源
         jedis.del("k1");
      }else{
        //有人占位，停止/暫緩 操作
      }
    });
  }
}

上邊代碼中，就是一個簡易的分布式鎖的實現(xiàn)，但是有一個問題。就是如果在占位后釋放前掛了。那么這個線程會一直釋放不了，也就是del命令沒有調(diào)用，后面的全部請求都阻塞到這里，鎖就變成了死鎖。因此這里需要去優(yōu)化。

優(yōu)化的方法就是加過期時間，確保鎖在一定時間后能夠釋放.

public class LockTest {
  public static void main(String[] args) {
    Redis redis = new Redis();
    redis.execute(jedis->{
      Long setnx = jedis.setnx("k1", "v1");
      if (setnx == 1) {
        //給鎖添加一個過期時間，防止應(yīng)用在運行過程中拋出異常導(dǎo)致鎖無法及時得到釋放
        jedis.expire("k1", 5);
        //沒人占位
        jedis.set("name", "zl");
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println(name);
        jedis.del("k1");
      }else{
        //有人占位，停止/暫緩 操作
      }
    });
  }

這樣處理后，就可以保證鎖可以正常的釋放。但是會有一個新的問題，就是如果在取鎖和設(shè)置過期時間服務(wù)器掛掉了，因為取鎖，也就是setnx和設(shè)置過期時間是兩個操作，不具備原子性所以不可能同時完成。這個鎖就會被一直占用，無法得到釋放，成為死鎖。那么如何解決呢？

在redis2.8之后，setnx和expireke可以通過一個命令一起執(zhí)行，讓兩個操作變成一個，就會解決這個問題。

優(yōu)化實現(xiàn)：

public class LockTest {
  public static void main(String[] args) {
    Redis redis = new Redis();
    redis.execute(jedis->{
     //將兩個操作合并成一個，nx就是setnx，ex就是expire
      String set = jedis.set("k1", "v1", new SetParams().nx().ex(5));
     //操作結(jié)果為okhuo或者error
      if (set !=null && "OK".equals(set)) {
     //給鎖添加一個過期時間，防止應(yīng)用在運行過程中拋出異常導(dǎo)致鎖無法及時得到釋放
        jedis.expire("k1", 5);
        //沒人占位
        jedis.set("name", "zl);
        String name = jedis.get("name");
        System.out.println(name);
      //釋放資源
        jedis.del("k1");
      }else{
        //有人占位，停止/暫緩 操作
      }
    });
  }
}

用過期時間優(yōu)化后，雖然解決了死鎖的問題，但是又有一個新的問題產(chǎn)生，就是超時問題：

舉個例子:如果要執(zhí)行的業(yè)務(wù)很耗時，可能會出現(xiàn)紊亂，當(dāng)?shù)匾粋€線程獲取到鎖的時候，開始執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼，但是業(yè)務(wù)代碼很耗時，假如過期時間是3秒，而業(yè)務(wù)執(zhí)行需要5秒，這樣，鎖就會提前釋放，然后第二個線程獲取到鎖并開始執(zhí)行。當(dāng)執(zhí)行到第2秒的時候，第一個鎖也執(zhí)行完了，此時第一個線程會釋放第二個線程的鎖，然后第三個線程繼續(xù)獲取鎖并執(zhí)行，當(dāng)?shù)降?秒的時候第二個線程執(zhí)行完了，那么又會提前釋放鎖，一直如此循環(huán)，會造成線程的紊亂。

那么解決的思路主要有兩種

盡量避免耗時操作。

去處理鎖，給鎖的value設(shè)置隨機數(shù)或隨機字符串，每當(dāng)要釋放的時候去判斷這個value的值，如果是的話就去釋放，如果不是就不釋放，舉個例子，假設(shè)第一個線程進來，它獲取鎖的value是1，如果發(fā)生超時就會進入下一個線程，下一個線程會獲取新的value為

3，在釋放第二個所之前先去獲取value并比較，發(fā)現(xiàn)1不等于三，那么就不去釋放鎖。
第一種的話沒啥說的，但是第二種的話會有一個問題，就是釋放鎖會查看value，然后比較，然后釋放，會有三個操作，那么就不具備原子性，這樣操作的話，會出現(xiàn)死鎖。這里我們可以使用Lua腳本去處理。

Lua腳本的特點：

1.使用方便，redis內(nèi)置了對Lua腳本的支持。

2.Lua可以在redis服務(wù)端原子性的執(zhí)行多個redis命令

3.由于網(wǎng)絡(luò)的原因會影響到redis的性能，因此，使用Lua可以讓多個命令同時執(zhí)行，降低了網(wǎng)絡(luò)給redis帶來的性能問題。

在redis中如何使用Lua腳本：

1.在redis服務(wù)端寫好，然后在java業(yè)務(wù)中調(diào)用腳本

2.可以直接在java中直接去寫，寫好后，需要執(zhí)行時，每次將腳本發(fā)送到redis中去執(zhí)行。

創(chuàng)建Lua腳本：

//用redis.call調(diào)用一個redis命令，調(diào)的是get命令，這個key是從外面?zhèn)鬟M來的keyif redis.call("get",KEYS[1])==ARGV[1] then//如果相等就去操作釋放命令
  return redis.call("del",KEYS[1])
else
 return 0
end

可以給Lua腳本求一個SHA1和：

cat lua/equal.lua | redis-cli -a root script load --pipe

script load這個命令會在Redis中緩存Lua腳本，并返回腳本內(nèi)容的SHA1校驗和，然后在java中調(diào)用時，傳入SHA1校驗和作為參數(shù)，這樣redis服務(wù)端就知道執(zhí)行那個腳本了。

接下來在java中編寫

public static void main(String[] args) {
    Redis redis = new Redis();
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
      redis.execute(jedis -> {
        //1.先獲取一個隨機字符串
        String value = UUID.randomUUID().toString();
        //2.獲取鎖
        String k1 = jedis.set("k1", value, new SetParams().nx().ex(5));
        //3.判斷是否成功拿到鎖
        if (k1 != null && "OK".equals(k1)) {
          //4. 具體的業(yè)務(wù)操作
          jedis.set("site", "zl");
          String site = jedis.get("site");
          System.out.println(site);
          //5.釋放鎖
          jedis.evalsha("b8059ba43af6ffe8bed3db65bac35d452f8115d8", 
Arrays.asList("k1"), Arrays.asList(value));
        } else {
          System.out.println("沒拿到鎖");
        }
      });
    }
  }
}

這樣處理的話，就解決了死鎖的問題。

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

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