分布式锁_Redis_Setnx_getSet
使用Redis-setnx-getset实现分布式锁
实现原理：
Redis为单进程单线程模式，采用队列模式将并发访问变成串行访问，且多客户端对Redis的连接并不存在竞争关系。redis的SETNX命令可以方便的实现分布式锁。
SETNX
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。
* 返回值 *
返回整数，具体为
- 1，当 key 的值被设置
- 0，当 key 的值没被设置
GETSET
GETSET key value
自动将key对应到value并且返回原来key对应的value。如果key存在但是对应的value不是字符串，就返回错误。
* 返回值 *
返回之前的旧值，如果之前Key不存在将返回nil。
使用SETNX实现分布式锁：
用SETNX实现分布式锁
利用SETNX非常简单地实现分布式锁。例如：某客户端要获得一个名字foo的锁，客户端使用下面的命令进行获取：
SETNX lock.foo 1> 如返回1，则该客户端获得锁，把lock.foo的键值设置为时间值表示该键已被锁定，该客户端最后可以通过DEL lock.foo来释放该锁。
如返回0，表明该锁已被其他客户端取得，这时我们可以先返回或进行重试等对方完成或等待锁超时。
解决死锁
上面的锁定逻辑有一个问题：如果一个持有锁的客户端失败或崩溃了不能释放锁，该怎么解决？我们可以通过锁的键对应的时间戳来判断这种情况是否发生了，如果当前的时间已经大于lock.foo的值，说明该锁已失效，可以被重新使用。
发生这种情况时，可不能简单的通过DEL来删除锁，然后再SETNX一次，当多个客户端检测到锁超时后都会尝试去释放它，这里就可能出现一个竞态条件,让我们模拟一下这个场景：
C0操作超时了，但它还持有着锁，C1和C2读取lock.foo检查时间戳，先后发现超时了。
C1 发送DEL lock.foo
C1 发送SETNX lock.foo 并且成功了。
C2 发送DEL lock.foo
C2 发送SETNX lock.foo 并且成功了。
这样一来，C1，C2都拿到了锁！问题大了！
幸好这种问题是可以避免的，让我们来看看C3这个客户端是怎样做的：
C3发送SETNX lock.foo 想要获得锁，由于C0还持有锁，所以Redis返回给C3一个0
C3发送GET lock.foo 以检查锁是否超时了，如果没超时，则等待或重试。
反之，如果已超时，C3通过下面的操作来尝试获得锁：
GETSET lock.foo 1> 通过GETSET，C3拿到的时间戳如果仍然是超时的，那就说明，C3如愿以偿拿到锁了。
如果在C3之前，有个叫C4的客户端比C3快一步执行了上面的操作，那么C3拿到的时间戳是个未超时的值，这时，C3没有如期获得锁，需要再次等待或重试。留意一下，尽管C3没拿到锁，但它改写了C4设置的锁的超时值，不过这一点非常微小的误差带来的影响可以忽略不计。
注意：为了让分布式锁的算法更稳键些，持有锁的客户端在解锁之前应该再检查一次自己的锁是否已经超时，再去做DEL操作，因为可能客户端因为某个耗时的操作而挂起，操作完的时候锁因为超时已经被别人获得，这时就不必解锁了。
代码示例1（最初始版本）
public class Demo1 {
private static final String lockKey = "Lock.TecentIm_Interface_Counter";
private static final Integer lock_Timeout = 3;
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
void work() {
try{
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
long lock = 0;
long currentTime = 0;
String lockValue = null;
while(lock != 1){
currentTime = new Date().getTime();
lockValue = String.valueOf(currentTime + lock_Timeout + 1);
lock = jedisCmd.setnx(lockKey, lockValue);
if(lock == 1 || (currentTime > Long.valueOf(jedisCmd.get(lockKey)) && currentTime > Long.valueOf(jedisCmd.getSet(lockKey, lockValue)))){
break;
}else{
Thread.sleep(10);
}
}
## Do your job
currentTime = new Date().getTime();
if(currentTime < Long.valueOf(jedisCmd.get(lockKey))){
jedisCmd.del(lockKey);
}
}catch(Exception e){
jobLog.error(e);
}
}
}
在项目中使用了这些代码，老大看后，说逻辑没问题，给出了一些建议：
1. 最好使用面向对象的方式解决；
2. while()中的代码阅读起来比较吃力；
其实以上两点都是从代码的可读性以及可扩展性上说的；
所以有了以下的版本二：
public class Demo2 {
private static final String lockKey = "Lock.TecentIm_Interface_Counter";
@Autowired
private DistributedLockHandler distributedLockHandler;
@Override
void work() {
try{
Long time = System.currentTimeMillis() + 5*1000;
boolean lock = redisLockHandler.getLock(lockKey, time);
if(lock){
### Do your job
}catch(Exception e){
logger.error(e);
}finally {
redisLockHandler.realseLock(lockKey);
}
}
RedisLockHandler.java
@Service("redisLockHandler")
public class RedisLockHandler {
private static final Integer Lock_Timeout = 3;
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
public boolean getLock(String lockKey, Long time){
try{
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
long currentTime = System.currentTimeMillis();
String lockValue = String.valueOf(currentTime + Lock_Timeout + 1);
Long result = jedisCmd.setnx(lockKey, lockValue);
if(result == 1 || checkIfTimeout(currentTime, lockKey, lockValue, jedisCmd)){
return true;
}else{
Thread.sleep(10);
if(currentTime > time){
return false;
}else {
return getLock(lockKey, time);
}
}
}catch(Exception e){
jobLog.info("Failed to run RedisLockHandler.getLock method.",e);
return false;
}
}
public void realseLock(String lockKey){
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
if(System.currentTimeMillis() < Long.valueOf(jedisCmd.get(lockKey))){
jedisCmd.del(lockKey);
}
}
public boolean checkIfTimeout(Long currentTime, String lockKey, String lockValue, JedisCmd jedisCmd){
Long value2long_1 = Long.valueOf(jedisCmd.get(lockKey));
Long value2long_2 = Long.valueOf(jedisCmd.getSet(lockKey, lockValue));
if(currentTime > value2long_1 && currentTime > value2long_2){
return true;
}else {
return false;
}
}
}这里又提出了几点建议：
1. checkIfTimeout这个方法中，既检查了超时条件，又使用了getSet加锁，不建议这样
2. checkIfTimeout中一些变量名称命名不好
3. 不推荐使用递归，容易出现问题，而且到时候定位问题不好定位
版本三：
DistributedLockHandler.java
@Service("distributedLockHandler")
public class DistributedLockHandler {
private static final Integer Lock_Timeout = 3;
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
public boolean getLock(String lockKey){
try{
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
Long result = jedisCmd.setnx(lockKey, lockTimeDuration);
if(result == 1){
return true;
}else {
return false;
}
public boolean tryLock(String lockKey, Long timeout){
try{
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
boolean isLocked = false;
Long currentTime = System.currentTimeMillis();
do {
isLocked = getLock(lockKey);
if(!isLocked){
if(checkIfLockTimeout(currentTime, lockKey)){
String lockTimeDuration = String.valueOf(currentTime + Lock_Timeout + 1);
String preLockTimeDuration = jedisCmd.getSet(lockKey,lockTimeDuration);
if(currentTime > Long.valueOf(preLockTimeDuration)){
isLocked = true;
}
}
}
Thread.sleep(100);
}while(isLocked);
return true;
}catch (Exception e){
jobLog.error("Failed to run DistributedLockHandler.getLock method.", e);
return false;
public void realseLock(String lockKey){
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
jedisCmd.del(lockKey);
}
public boolean checkIfLockTimeout(Long currentTime, String lockKey){
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
if(currentTime > Long.valueOf(jedisCmd.get(lockKey))){
return true;
}else {
return false;
}
}
}这个版本我当时想的是基本上已经很ok了，但是老大仍有几点建议：
1. tryLock职责分明（高内聚，低耦合），tryLock仅仅负责返回一个是否超时或者是否得到锁的结果，
至于怎么获取锁，则不管；（获取锁的所有步骤都在innerLock中实现）
版本四：
public class Demo4 {
private static final String lockKey = "Lock.TecentIm_Interface_Counter";
@Autowired
private DistributedLockHandler distributedLockHandler;
@Override
void work() {
try{
boolean getLock = distributedLockHandler.tryLock(lockKey, Long.valueOf(5));
if(getLock){
### Do your job
}
}catch(Exception e){
logger.error(e);
}finally {
distributedLockHandler.realseLock(lockKey);
}
}
}DistributedLockHandler.java
@Service("distributedLockHandler")
public class DistributedLockHandler {
private static final Integer Lock_Timeout = 3;
@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;
private boolean innerTryLock(String lockKey){
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
long currentTime = System.currentTimeMillis();
String lockTimeDuration = String.valueOf(currentTime + Lock_Timeout + 1);
Long result = jedisCmd.setnx(lockKey, lockTimeDuration);
if(result == 1){
return true;
}else {
if(checkIfLockTimeout(currentTime, lockKey)){
String preLockTimeDuration = jedisCmd.getSet(lockKey,lockTimeDuration);
if(currentTime > Long.valueOf(preLockTimeDuration)){
return true;
}
}
return false;
}
}
public boolean tryLock(String lockKey, Long timeout){
try{
Long currentTime = System.currentTimeMillis();
boolean result = false;
while (true){
if((System.currentTimeMillis() - currentTime)/1000 > timeout){
jobLog.info("Execute DistributedLockHandler.tryLock method, Time out.");
break;
}else {
result = innerTryLock(lockKey);
if(result){
break;
}else {
jobLog.debug("Try to get the Lock,and wait 100 millisecond....");
Thread.sleep(100);
}
}
}
return result;
}catch (Exception e){
jobLog.error("Failed to run DistributedLockHandler.getLock method.", e);
return false;
}
}
public void realseLock(String lockKey){
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
jedisCmd.del(lockKey);
}
public boolean checkIfLockTimeout(Long currentTime, String lockKey){
JedisCmd jedisCmd = redisTemplate.getJedisCmd();
if(currentTime > Long.valueOf(jedisCmd.get(lockKey))){
return true;
}else {
return false;
}
}
}心得：
通过代码的反复重构，让我意识到了很多的不足之处，
一份好的代码，易于阅读，易于理解，
其实在重构的过程中，对于锁的获取印象更深刻了，思路也更加的清晰了，之前模糊懵懂的现在都ok了~