大厂生产级Redis实现分布式锁

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以下代码示例在并发情况下存在超卖情况:

@RestController
public class OverSell {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @GetMapping("/overSell")
    public String overSell(@RequestParam("key") String key) {
        Integer sell = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key);
        sell = sell - 1;
        if (sell > 0) {
            redisTemplate.opsForValue().set(key, sell);
        } else {
            return "该商品已售罄";
        }
        return MessageFormat.format("该商品剩余余额:{0}", sell);
    }
}

上述代码在并发情况下是会存在线程安全问题的,如果应用部署在单机可以考虑使用synchronized或者ReentrantLock进程锁是可以保证线程安全的,但是生成考虑高可用性,一般都是分布式,在分布式部署情况下,进程级别的锁是不能保证线程安全的,需要使用分布式锁来实现线程安全,redis的setnx命令就可以实现分布式锁。

分布式锁示例:

@RestController
public class OverSell {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @GetMapping("/overSell")
    public String overSell(@RequestParam("key") String key) {
        try {
            Boolean absent = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock." + key, "value");
            if (absent) {
                Integer sell = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key);
                sell = sell - 1;
                if (sell > 0) {
                    redisTemplate.opsForValue().set(key, sell);
                } else {
                    return "该商品已售罄";
                }
                return MessageFormat.format("该商品剩余余额:{0}", sell);
            }
            return "活动商品太火爆,请稍后再试";
        } finally {
            redisTemplate.delete("lock." + key);
        }
    }
}

上述代码中redisTemplate.opsForValue().setIfAbsen就是redis的setnx命令效果,如果不存在就设置成功,存在就返回false,分布式锁初步完成。上述示例在执行代码逻辑过程中,如果出现宕机finally快逻辑为被执行,那么key商品的代码逻辑永远都不会走到,分布式锁的key永远存在,基于这种情况,就需要为分布式锁加上一个过去时间,加锁和设置过期时间最好用一个命令设置,否则也会用原子性问题:

@RestController
public class OverSell {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @GetMapping("/overSell")
    public String overSell(@RequestParam("key") String key) {
        try {
            Boolean absent = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock." + key, "value", 30, TimeUnit.SECONDS);
            if (absent) {
                Integer sell = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key);
                sell = sell - 1;
                if (sell > 0) {
                    redisTemplate.opsForValue().set(key, sell);
                } else {
                    return "该商品已售罄";
                }
                return MessageFormat.format("该商品剩余余额:{0}", sell);
            }
            return "活动商品太火爆,请稍后再试";
        } finally {
            redisTemplate.delete("lock." + key);
        }
    }
}

这样为分布式锁增加了一个过期时间,这样就算程序宕机,分布式锁也会过期,不会一直存在;但是如果代码逻辑复杂,执行时间超过了设置的过期时间,那么其它线程就会获取到分布式锁,等待执行完逻辑代码后,当前线程又把其它线程的锁给删除了,由于代码逻辑执行超过了过期时间,使得每个线程都在删除其它线程加的分布式,这样导致分布式锁失效,导致超卖问题。可以考虑给锁加一个唯一id,再解锁的时候判断一下是否是自己加的锁,如果是自己加的锁才删除,示例代码:

@RestController
public class OverSell {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @GetMapping("/overSell")
    public String overSell(@RequestParam("key") String key) {
        String flag = UUID.randomUUID().toString();
        try {
            Boolean absent = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock." + key, flag, 30, TimeUnit.SECONDS);
            if (absent) {
                Integer sell = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key);
                sell = sell - 1;
                if (sell > 0) {
                    redisTemplate.opsForValue().set(key, sell);
                } else {
                    return "该商品已售罄";
                }
                return MessageFormat.format("该商品剩余余额:{0}", sell);
            }
            return "活动商品太火爆,请稍后再试";
        } finally {
            if (flag.equals(redisTemplate.opsForValue().get("lock." + key))) {
                redisTemplate.delete("lock." + key);
            }
        }
    }
}

上述代码,如果并发量不是很高的情况下,可能不会有什么问题;如果并发量很高,代码刚判断好是自己加的锁时,锁的过期时间刚好到了,其它线程获取了分布式锁,那么又会出现删除不是自己的锁的情况,又会出现超卖问题;这个问题主要是因为过期时间导致的,在执行代码逻辑过程的时候,锁过期了,如果有另外一个线程,在主线执行代码逻辑的时候一直监听,如果逻辑没有执行,就不让锁过期,这种锁续命机制其实是有第三方框架实现好的,redisson框架

引入redisson依赖

		<dependency>
			<groupId>org.redisson</groupId>
			<artifactId>redisson</artifactId>
			<version>3.6.5</version>
		</dependency>

需要将redisson的bean注入到springboot容器中

	@Bean
	public Redisson redisson() {
		return (Redisson) Redisson.create(new Config(){{
			useSingleServer().setAddress("redis://localhost:6379").setDatabase(0);
		}});
	}

redisson框架使用非常简单,逻辑大致是如果有一个线程获取到锁,执行代码逻辑,后台会每隔一段时间检查锁是否存在,如果存在给锁续命,其它线程如果没有获取到锁,会进行while循环,间隙性的获取锁,尝试一段时间后没有获取到锁会挂起不在自旋。代码逻辑如下

@RestController
public class OverSell {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Autowired
    private Redisson redisson;

    @GetMapping("/overSell")
    public String overSell(@RequestParam("key") String key) {
        String flag = UUID.randomUUID().toString();
        RLock lock = redisson.getLock("lock." + key);
        lock.lock();
        try {
            Integer sell = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get(key);
            sell = sell - 1;
            if (sell > 0) {
                redisTemplate.opsForValue().set(key, sell);
            } else {
                return "该商品已售罄";
            }
            return MessageFormat.format("该商品剩余余额:{0}", sell);
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

redisson分布式锁原理:

image.png