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之前的文章《分布式锁详解 - 分别利用Zookeeper和数据库实现分布式锁》,由于篇幅太长,又碰上加班时间不够充裕,所以没有把Redis
的实现也顺带进去,特此做一些利用Redis
实现分布式锁的分析。
PS:让我做选择的话,分布式锁的选择还是更愿意选择利用Zookeeper
去实现的。
原因的话可以参考下面这张图:
一、关于Redis分布式锁的基础知识
1、缓存有效期
:
redis中的数据,不一定都是持久化的;为存储元素设置生存时间,当元素过期时,会被自动删除。(主要是为了防止死锁,一般生存时间设定为业务操作时间的两倍基本就可以了)
2、SETNX命令
:
SETNX key value
,将key的值设为value,当且仅当key不存在。若给定的key已经存在,则 SETNX
不做任何动作。SETNX
是 【 SET if Not eXists 】的简写。(SETNX 命令就是用来保证设置失效时间和插入值是原子操作,如果不是原子执行就可能设置完key,在设置过期时间的时候系统挂机,就会导致死锁问题)
3、lua脚本
轻量小巧的脚本语言,用于支持redis操作序列的原子性。
PS:如果对Redis不是很熟悉的话,建议还是要去学习一下的,现在基本大部分的互联网公司都离不开Redis的掌握。此处顺便分享一个Redis的学习路线图给大家。
二、Redis实现分布式锁
还是和上一篇文章一样,Redis实现抽象锁AbstractLock
,然后拓展其抽象方法。
AbstractLock.java
import java.util.concurrent.locks.Lock;/*** @author WangCw* @create 2019-04-22 19:52* @description**/
public abstract class AbstractLock implements Lock {public void getLock(){//尝试获取锁资源if(tryLock()){System.out.println("获取Lock锁的资源 #####");} else {//等待waitLock();//重新获取锁资源(等待后递归获取锁)getLock();}}//获取锁资源public abstract boolean tryLock();//等待public abstract void waitLock();//释放锁public abstract void unLock();}
1、项目引入Redis相关依赖信息:spring-data-redis
(Spring整合Redis一些信息)和jedis
(Redis客户端)。
2、Jedis连接池的配置:
3、实现:
class RedisLock extends AbstractLock{//随机值,保证每个线程随机值独立ThreadLocal<String> local = new ThreadLocal<>();//获取锁的方法 ---> 插入一个元素,成功返回true,否则falsepublic boolean tryLock(){//产生随机值String uuid = UUID.randomUUID.toString();local.set(uuid);//获取redis的原始链接Jedis jedis = (Jedis) factory.getConnection().getNativeConnection();//使用setNx命令请求写值,并设置失效时间String ret = jedis.set(KEY, uuid, "NX", "PX", 1000);//返回"OK"意味着加锁成功if("OK".equals(ret)){return true}return false; }// 等待获取锁的方法,一段缓存时间,防止系统频繁去获取锁public void waitLock() throw Exception{Thread.sleep(3000);}//释放锁 ---> 借助lua脚本删除加锁时添加的元素,保证操作原子性public void unLock() throw Exception{//读取lua脚本String script = FileUtils.readFileByLines("C://unlock.lua");//获取redis的原始链接Jedis jedis = (Jedis) factory.getConnection().getNativeConnection();//通过jedis去执行Lua脚本jedis.eval(script, Array.asList(KEY), Arrays.asList(local.get()));}}
其中上面的lua
脚本如下即可:
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("del", KEYS[1])
elsereturn 0
end
Redisson分布式锁
上面实现的Redis分布式存在一个大问题:假设设置失效时间10秒,如果由于某些原因导致10秒还没执行完任务,这时候锁自动失效,导致其他线程也会拿到分布式锁。
面对这种情况,就需要通过一个守护线程,定时检测持有锁的线程是否还在正常做业务,如果是就给分布式锁的过期时间进行续命。实现起来相当复杂。这个时候,就可以借助Redisson
。
Redisson是一个在Redis的基础上实现的,基于Netty封装了一些利用了Redis特性的工具,让我们可以更高效、更简便的使用Redis。
业界大部分基于Redis的分布式锁都是由Redisson实现的,看看他的使用吧:
RLock lock = redisson.getLock("lock-xxxx");
try{加锁方式一:最常见的使用方法,默认30秒过期,watch dog(看门狗)每过10秒检测一次线程情况,进行续锁lock.lock();加锁方式二:支持过期解锁功能,10秒钟以后自动解锁, 无需调用`unlock()`方法手动解锁lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);加锁方式三:尝试加锁,最多等待3秒,上锁以后10秒自动解锁。boolean res = lock.tryLock(3, 10, TimeUnit.SECONDS);if(res){// 加锁成功,do your business}
finally {解锁方式:lock.unlock();
}
是不是非常简单,直接通过引入Redisson,获取到Rlock,剩下的操作就跟我们Java单机锁的使用方式基本相差无几了。
Redisson的两个特性:
1、加锁机制
- 线程去获取锁,获取成功: 执行lua脚本,保存数据到redis数据库。
- 线程去获取锁,获取失败: 一直通过while循环尝试获取锁,获取成功后,执行lua脚本,保存数据到redis数据库。
2、watch dog自动延期机制
当我们使用lock.lock();
方法进行加锁时,默认锁的过期时间是30秒。Redisson会启动一个watch dog(看门狗)
后台线程,以锁超时时间 / 3 = 30/3=10s
作为周期(每过10秒检测一次),检测持有锁的线程是否还在执行业务,还在执行,就进行锁的续期。也就是说,如果一个拿到锁的线程一直没有完成业务逻辑,那么看门狗会帮助线程不断的延长锁超时时间,锁不会因为超时而被释放。默认情况下,看门狗的续期时间是30s,也可以通过修改Config.lockWatchdogTimeout来另行指定。