DCS实践干货：使用Redis实现分布式锁

原文链接： https://segmentfault.com/a/1190000015413658

场景介绍
很多互联网场景（如商品秒杀，论坛回帖盖楼等），需要用加锁的方式，以对某种资源进行顺序访问控制。如果应用服务集群部署，则涉及到对分布式应用加锁。当前分布式加锁主要有三种方式：（磁盘）数据库、缓存数据库、Zookeeper。接下里让我们一起看看加锁实践过程。

加锁实现
package dcsDemo01;
import java.util.UUID;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class DistributedLock {

private final String host = "192.168.0.220";
private final int port = 6379;
private static final String SUCCESS = "OK";
private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
private static final String EXPIRE_TIME = "PX";
public  DistributedLock(){}
/*
 * @param lockName      锁名
 * @param timeout       获取锁的超时时间
 * @param lockTimeout   锁的有效时间
 * @return              锁的标识
 */
public String getLockWithTimeout(String lockName, long timeout, long lockTimeout) {
    String ret = null;
    Jedis jedisClient = new Jedis(host, port);
    try {
        String authMsg = jedisClient.auth("Demo@123");
        if (!SUCCESS.equals(authMsg)) {
            System.out.println("AUTH FAILED: " + authMsg);
        }

        String identifier = UUID.randomUUID().toString();
        String lockKey = "DLock:" + lockName;
        long end = System.currentTimeMillis() + timeout;

        while(System.currentTimeMillis() < end) {
            String result = jedisClient.set(lockKey, identifier, SET_IF_NOT_EXIST, EXPIRE_TIME, lockTimeout);
            if(SUCCESS.equals(result)) {
                ret = identifier;
                break;
            }

            try {
                Thread.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
    catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        jedisClient.quit();
        jedisClient.close();
    }

    return ret;
}

/*
 * @param lockName        锁名
 * @param identifier    锁的标识
 */
public void releaseLock(String lockName, String identifier) {
    Jedis jedisClient = new Jedis(host, port);

    try {
        String authMsg = jedisClient.auth("Demo@123");
        if (!SUCCESS.equals(authMsg)) {
            System.out.println("AUTH FAILED: " + authMsg);
        }

        String lockKey = "DLock:" + lockName;
        if(identifier.equals(jedisClient.get(lockKey))) {
            jedisClient.del(lockKey);
        }
    }
    catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        jedisClient.quit();
        jedisClient.close();
    }
}

}

测试代码
假设20个线程对10台mate10手机进行抢购：
package dcsDemo01;
import java.util.UUID;

public class CaseTest {

public static void main(String[] args) {
    ServiceOrder service = new ServiceOrder();
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        ThreadBuy client = new ThreadBuy(service);
        client.start();
    }
}

}

class ServiceOrder {

private final int MAX = 10;

DistributedLock DLock = new DistributedLock();

int n = 10;

public void handleOder() {
    String userName = UUID.randomUUID().toString().substring(0,8) + Thread.currentThread().getName();
    String identifier = DLock.getLockWithTimeout("Huawei Mate 10", 10000, 2000);
    System.out.println("正在为用户：" + userName + " 处理订单");
    if(n > 0) {
        int num = MAX - n + 1;
        System.out.println("用户："+ userName + "购买第" + num + "台，剩余" + (--n) + "台");
    }else {
        System.out.println("用户："+ userName + "无法购买，已售罄！");
    }
    DLock.releaseLock("Huawei Mate 10", identifier);
}

}

class ThreadBuy extends Thread {

private ServiceOrder service;

public ThreadBuy(ServiceOrder service) {
    this.service = service;
}

@Override
public void run() {
    service.handleOder();
}

}

运行结果
配置好实际的缓存实例连接地址、端口与连接密码，运行代码，得到以下结果：
正在为用户：eee56fb7Thread-16 处理订单
用户：eee56fb7Thread-16购买第1台，剩余9台
正在为用户：d6521816Thread-2 处理订单
用户：d6521816Thread-2购买第2台，剩余8台
正在为用户：d7b3b983Thread-19 处理订单
用户：d7b3b983Thread-19购买第3台，剩余7台
正在为用户：36a6b97aThread-15 处理订单
用户：36a6b97aThread-15购买第4台，剩余6台
正在为用户：9a973456Thread-1 处理订单
用户：9a973456Thread-1购买第5台，剩余5台
正在为用户：03f1de9aThread-14 处理订单
用户：03f1de9aThread-14购买第6台，剩余4台
正在为用户：2c315ee6Thread-11 处理订单
用户：2c315ee6Thread-11购买第7台，剩余3台
正在为用户：2b03b7c0Thread-12 处理订单
用户：2b03b7c0Thread-12购买第8台，剩余2台
正在为用户：75f25749Thread-0 处理订单
用户：75f25749Thread-0购买第9台，剩余1台
正在为用户：26c71db5Thread-18 处理订单
用户：26c71db5Thread-18购买第10台，剩余0台
正在为用户：c32654dbThread-17 处理订单
用户：c32654dbThread-17无法购买，已售罄！
正在为用户：df94370aThread-7 处理订单
用户：df94370aThread-7无法购买，已售罄！
正在为用户：0af94cddThread-5 处理订单
用户：0af94cddThread-5无法购买，已售罄！
正在为用户：e52428a4Thread-13 处理订单
用户：e52428a4Thread-13无法购买，已售罄！
正在为用户：46f91208Thread-10 处理订单
用户：46f91208Thread-10无法购买，已售罄！
正在为用户：e0ca87bbThread-9 处理订单
用户：e0ca87bbThread-9无法购买，已售罄！
正在为用户：f385af9aThread-8 处理订单
用户：f385af9aThread-8无法购买，已售罄！
正在为用户：46c5f498Thread-6 处理订单
用户：46c5f498Thread-6无法购买，已售罄！
正在为用户：935e0f50Thread-3 处理订单
用户：935e0f50Thread-3无法购买，已售罄！
正在为用户：d3eaae29Thread-4 处理订单
用户：d3eaae29Thread-4无法购买，已售罄！

不加锁场景
如果注释掉加锁代码，变成无锁情况，则抢购无序。
//测试类中注释两行用于加锁的代码：
public void handleOder() {

String userName = UUID.randomUUID().toString().substring(0,8) + Thread.currentThread().getName();
//加锁代码
//String identifier = DLock.getLockWithTimeout("Huawei Mate 10", 10000, 2000);
System.out.println("正在为用户：" + userName + " 处理订单");
if(n > 0) {
    int num = MAX - n + 1;
    System.out.println("用户："+ userName + "够买第" + num + "台，剩余" + (--n) + "台");
}else {
    System.out.println("用户："+ userName + "无法够买，已售罄！");
}
//加锁代码
//DLock.releaseLock("Huawei Mate 10", identifier);

}

注释加锁代码后的运行结果，可以看出处理过程是无序的：
正在为用户：e04934ddThread-5 处理订单
正在为用户：a4554180Thread-0 处理订单
用户：a4554180Thread-0购买第2台，剩余8台
正在为用户：b58eb811Thread-10 处理订单
用户：b58eb811Thread-10购买第3台，剩余7台
正在为用户：e8391c0eThread-19 处理订单
正在为用户：21fd133aThread-13 处理订单
正在为用户：1dd04ff4Thread-6 处理订单
用户：1dd04ff4Thread-6购买第6台，剩余4台
正在为用户：e5977112Thread-3 处理订单
正在为用户：4d7a8a2bThread-4 处理订单
用户：e5977112Thread-3购买第7台，剩余3台
正在为用户：18967410Thread-15 处理订单
用户：18967410Thread-15购买第9台，剩余1台
正在为用户：e4f51568Thread-14 处理订单
用户：21fd133aThread-13购买第5台，剩余5台
用户：e8391c0eThread-19购买第4台，剩余6台
正在为用户：d895d3f1Thread-12 处理订单
用户：d895d3f1Thread-12无法购买，已售罄！
正在为用户：7b8d2526Thread-11 处理订单
用户：7b8d2526Thread-11无法购买，已售罄！
正在为用户：d7ca1779Thread-8 处理订单
用户：d7ca1779Thread-8无法购买，已售罄！
正在为用户：74fca0ecThread-1 处理订单
用户：74fca0ecThread-1无法购买，已售罄！
用户：e04934ddThread-5购买第1台，剩余9台
用户：e4f51568Thread-14购买第10台，剩余0台
正在为用户：aae76a83Thread-7 处理订单
用户：aae76a83Thread-7无法购买，已售罄！
正在为用户：c638d2cfThread-2 处理订单
用户：c638d2cfThread-2无法购买，已售罄！
正在为用户：2de29a4eThread-17 处理订单
用户：2de29a4eThread-17无法购买，已售罄！
正在为用户：40a46ba0Thread-18 处理订单
用户：40a46ba0Thread-18无法购买，已售罄！
正在为用户：211fd9c7Thread-9 处理订单
用户：211fd9c7Thread-9无法购买，已售罄！
正在为用户：911b83fcThread-16 处理订单
用户：911b83fcThread-16无法购买，已售罄！
用户：4d7a8a2bThread-4购买第8台，剩余2台

总的来说，使用DCS服务中Redis类型的缓存实例实现分布式加锁，有几大优势：
1、加锁操作简单，使用SET、GET、DEL等几条简单命令即可实现锁的获取和释放。
2、性能优越，缓存数据的读写优于磁盘数据库与Zookeeper。
3、可靠性强，DCS有主备和集群实例类型，避免单点故障。

以上代码实现仅展示使用DCS服务进行加锁访问的便捷性，具体技术实现需要考虑死锁、锁的检查等情况，欢迎点击分布式缓存服务DCS了解更多。