Java-redis分布式锁 抢购秒杀系统 实现
一、使用分布式锁要满足的几个条件：
- 系统是一个分布式系统（关键是分布式，单机的可以使用ReentrantLock或者synchronized代码块来实现）
- 共享资源（各个系统访问同一个资源，资源的载体可能是传统关系型数据库或者NoSQL）
- 同步访问（即有很多个进程同事访问同一个共享资源。没有同步访问，谁管你资源竞争不竞争）
二、应用的场景例子
管理后台的部署架构（多台tomcat服务器+redis【多台tomcat服务器访问一台redis】+mysql【多台tomcat服务器访问一台服务器上的mysql】）就满足使用分布式锁的条件。多台服务器要访问redis全局缓存的资源，如果不使用分布式锁就会出现问题。
从redis获取值N，对数值N进行边界检查，自加1，然后N写回redis中。 这种应用场景很常见，像秒杀，全局递增ID、IP访问限制等。以IP访问限制来说，恶意攻击者可能发起无限次访问，并发量比较大，分布式环境下对N的边界检查就不可靠，因为从redis读的N可能已经是脏数据。传统的加锁的做法（如java的synchronized和Lock）也没用，因为这是分布式环境，这个同步问题的救火队员也束手无策。在这危急存亡之秋，分布式锁终于有用武之地了。
分布式锁可以基于很多种方式实现，比如zookeeper、redis...。不管哪种方式，他的基本原理是不变的：用一个状态值表示锁，对锁的占用和释放通过状态值来标识。
这里主要讲如何用redis实现分布式锁。
三、使用redis的setNX命令实现分布式锁
1、实现的原理
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。
2、基本命令解析
1）setNX（SET if Not eXists）
语法：
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』(如果不存在，则 SET)的简写
返回值：
设置成功，返回 1 。
设置失败，返回 0 。
redis> EXISTS job # job 不存在
(integer) 0
redis> SETNX job "programmer" # job 设置成功
(integer) 1
redis> SETNX job "code-farmer" # 尝试覆盖 job ，失败
(integer) 0
redis> GET job # 没有被覆盖
"programmer"
所以我们使用执行下面的命令
SETNX lock.foo -
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。
2）getSET
语法：
GETSET key value将给定 key 的值设为 value ，并返回 key 的旧值(old value)。
当 key 存在但不是字符串类型时，返回一个错误。
返回值：
返回给定 key 的旧值。
当 key 没有旧值时，也即是， key 不存在时，返回 nil 。
3）get
语法：
GET key返回值：
当 key 不存在时，返回 nil ，否则，返回 key 的值。
如果 key 不是字符串类型，那么返回一个错误
四、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（讲道理，删除锁的操作应该是锁拥有这执行的，这里只需要等它超时即可），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
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。
五、代码实现
expireMsecs 锁持有超时，防止线程在入锁以后，无限的执行下去，让锁无法释放
timeoutMsecs 锁等待超时，防止线程饥饿，永远没有入锁执行代码的机会
注意：项目里面需要先搭建好redis的相关配置
package test.miaosha;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.dao.DataAccessException;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnection;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
public class RedisLock {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisLock.class);
private RedisTemplate redisTemplate;
private static final int DEFAULT_ACQUIRY_RESOLUTION_MILLIS = 100;
/**
* Lock key path.
*/
private String lockKey;
/**
* 锁超时时间，防止线程在入锁以后，无限的执行等待
*/
private int expireMsecs = 60 * 1000;
/**
* 锁等待时间，防止线程饥饿
*/
private int timeoutMsecs = 10 * 1000;
private volatile boolean locked = false;
/**
* Detailed constructor with default acquire timeout 10000 msecs and lock
* expiration of 60000 msecs.
*
* @param lockKey
* lock key (ex. account:1, ...)
*/
public RedisLock(RedisTemplate redisTemplate, String lockKey) {
this.redisTemplate = redisTemplate;
this.lockKey = lockKey + "_lock";
}
/**
* Detailed constructor with default lock expiration of 60000 msecs.
*
*/
public RedisLock(RedisTemplate redisTemplate, String lockKey, int timeoutMsecs) {
this(redisTemplate, lockKey);
this.timeoutMsecs = timeoutMsecs;
}
/**
* Detailed constructor.
*
*/
public RedisLock(RedisTemplate redisTemplate, String lockKey, int timeoutMsecs, int expireMsecs) {
this(redisTemplate, lockKey, timeoutMsecs);
this.expireMsecs = expireMsecs;
}
/**
* @return lock key
*/
public String getLockKey() {
return lockKey;
}
public String get(final String key) {
Object obj = null;
try {
obj = redisTemplate.execute(new RedisCallback
MsService.java
package test.miaosha;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
public class MsService {
/***
* 抢购代码
* @param redisTemplate
* @param key pronum 首先用客户端设置数量
* @return
*/
public boolean seckill(RedisTemplate redisTemplate, String key) {
RedisLock lock = new RedisLock(redisTemplate, key, 10000, 20000);
try {
if (lock.lock()) {
// 需要加锁的代码
String pronum=lock.get("pronum");
//修改库存
if(Integer.parseInt(pronum)-1>=0) {
lock.set("pronum",String.valueOf(Integer.parseInt(pronum)-1));
System.out.println("库存数量:"+pronum+" 成功!!!"+Thread.currentThread().getName());
}else {
System.out.println("手慢拍大腿");
}
return true;
}
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
// 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。 ————这里没有做
lock.unlock();
}
return false;
}
}
ThreadB.java
package test.miaosha;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
public class ThreadB extends Thread {
private MsService service;
private RedisTemplate redisTemplate;
private String key;
public ThreadB(MsService service,RedisTemplate redisTemplate,String key) {
this.service = service;
this.redisTemplate=redisTemplate;
this.key=key;
}
@Override
public void run() {
service.seckill(redisTemplate, key);
}
}
测试类 直接开100个线程 模拟100个人抢购
package test.miaosha;
import org.apache.xbean.spring.context.ClassPathXmlApplicationContext;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
public class MsTest {
static ClassPathXmlApplicationContext appCtx = new ClassPathXmlApplicationContext("test/miaosha/spring-redis.xml");
public static void main(String[] args) {
RedisTemplate redisTemplate = (RedisTemplate)appCtx.getBean("redisTemplate",RedisTemplate.class);
//RedisUtil redisUtil=(RedisUtil) appCtx.getBean("redisUtil");
System.out.println("开始");
MsService service = new MsService();
for (int i = 0; i < 100; i++) {
ThreadB threadA = new ThreadB(service, redisTemplate, "MSKEY");
threadA.start();
}
}
}
spring-redis.xml