基于切面和注解的Redis分布式锁实现
描述
- 基于SpringEL表达式，动态配置
- 基于切面，无缝切入
- 支持获取锁失败时的行为，抛出异常还是继续等待，两种方式的锁，一种等待重试，一种直接退出
源码地址：https://github.com/shawntime/shawn-common-utils/tree/master/src/main/java/com/shawntime/common/lock
使用方法
@RedisLockable(key = {"#in.activityId", "#in.userMobile"}, expiration = 120, isWaiting = true, retryCount = 2)
@Override
public PlaceOrderOut placeOrder(OrderIn in) {
// ------
}
代码实现
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.METHOD)
public @interface RedisLockable {
String prefix() default "";
String[] key() default "";
long expiration() default 60;
boolean isWaiting() default false; //锁是否等待，默认为不等待
int retryCount() default -1; // 锁等待重试次数，-1未不限制
int retryWaitingTime() default 10; // 锁等待重试间隔时间，默认10毫秒
}
@Aspect
@Component
public class RedisLockInterceptor {
private static final LocalVariableTableParameterNameDiscoverer DISCOVERER = new LocalVariableTableParameterNameDiscoverer();
private static final ExpressionParser PARSER = new SpelExpressionParser();
@Pointcut("@annotation(com.shawntime.common.lock.RedisLockable)")
public void pointcut() {
}
@Around("pointcut()")
public Object doAround(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable {
MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) point.getSignature();
Method targetMethod = AopUtils.getMostSpecificMethod(methodSignature.getMethod(), point.getTarget().getClass());
String targetName = point.getTarget().getClass().getName();
String methodName = point.getSignature().getName();
Object[] arguments = point.getArgs();
RedisLockable redisLock = targetMethod.getAnnotation(RedisLockable.class);
long expire = redisLock.expiration();
String redisKey = getLockKey(redisLock, targetMethod, targetName, methodName, arguments);
String uuid;
if (redisLock.isWaiting()) {
uuid = waitingLock(redisKey, expire, redisLock.retryCount(), redisLock.retryWaitingTime());
} else {
uuid = noWaitingLock(redisKey, expire);
}
if (StringUtils.isNotEmpty(uuid)) {
try {
return point.proceed();
} finally {
RedisLockUtil.unLock(redisKey, uuid);
}
} else {
throw new RedisLockException(redisKey);
}
}
private String getLockKey(RedisLockable redisLock, Method targetMethod,
String targetName, String methodName, Object[] arguments) {
String[] keys = redisLock.key();
String prefix = redisLock.prefix();
StringBuilder sb = new StringBuilder("lock.");
if (StringUtils.isEmpty(prefix)) {
sb.append(targetName).append(".").append(methodName);
} else {
sb.append(prefix);
}
if (keys != null) {
String keyStr = Joiner.on("+ '.' +").skipNulls().join(keys);
EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext(targetMethod);
String[] parameterNames = DISCOVERER.getParameterNames(targetMethod);
for (int i = 0; i < parameterNames.length; i++) {
context.setVariable(parameterNames[i], arguments[i]);
}
Object key = PARSER.parseExpression(keyStr).getValue(context);
sb.append("#").append(key);
}
return sb.toString();
}
private String noWaitingLock(String key, long expire) {
return RedisLockUtil.lock(key, expire);
}
private String waitingLock(String key, long expire, int retryCount, int retryWaitingTime)
throws InterruptedException {
int count = 0;
while (retryCount == -1 || count <= retryCount) {
String uuid = noWaitingLock(key, expire);
if (!StringUtils.isEmpty(uuid)) {
return uuid;
}
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(retryWaitingTime);
} catch (InterruptedException e) {
throw e;
}
count++;
}
return null;
}
}
/**
* 分布式锁工具类
*/
public final class RedisLockUtil {
private static final int DEFAULT_EXPIRE = 60;
private static final String SCRIPT =
"if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1]\n"
+ "then\n"
+ " return redis.call(\"del\",KEYS[1])\n"
+ "else\n"
+ " return 0\n"
+ "end";
private RedisLockUtil() {
super();
}
/**
*
* @param key 锁的key
* @return 返回value为null，则锁失败，不为null则锁成功
*/
public static String lock(String key) {
return lock(key, DEFAULT_EXPIRE);
}
public static boolean lock(String key, String value) {
return lock(key, value, DEFAULT_EXPIRE);
}
public static String lock(String key, long expire) {
String value = UUID.randomUUID().toString();
boolean nx = SpringRedisUtils.setNX(key, value, expire);
return nx ? value : null;
}
public static boolean lock(String key, String value, long expire) {
return SpringRedisUtils.setNX(key, value, expire);
}
public static void unLock(String key, String value) {
SpringRedisUtils.lua(SCRIPT, Collections.singletonList(key), Collections.singletonList(value));
}
}
redis分布式锁的三种实现
第一种：使用setnx()、get()、getset()方法
> SETNX命令（SET if Not eXists）\
语法：SETNX key value\
功能：原子性操作，当且仅当 key 不存在，将 key 的值设为 value ，并返回1；若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作，并返回0。\
GETSET命令\
语法：GETSET key value\
功能：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，当key不存在时，返回nil。\
GET命令\
语法：GET key\
功能：返回 key 所关联的字符串值，如果 key 不存在那么返回特殊值 nil 。\
DEL命令\
语法：DEL key [KEY …]\
功能：删除给定的一个或多个 key ,不存在的 key 会被忽略。
- setnx(lockkey, 当前时间+过期超时时间) ，如果返回1，则获取锁成功；如果返回0则没有获取到锁，转向2。
- get(lockkey)获取值oldExpireTime ，并将这个value值与当前的系统时间进行比较，如果小于当前系统时间，则认为这个锁已经超时，可以允许别的请求重新获取，转向3。
- 计算newExpireTime=当前时间+过期超时时间，然后getset(lockkey, newExpireTime) 会返回当前lockkey的值currentExpireTime。
- 判断currentExpireTime与oldExpireTime 是否相等，如果相等，说明当前getset设置成功，获取到了锁。如果不相等，说明这个锁又被别的请求获取走了，那么当前请求可以直接返回失败，或者继续重试。
- 在获取到锁之后，当前线程可以开始自己的业务处理，当处理完毕后，比较自己的处理时间和对于锁设置的超时时间，如果小于锁设置的超时时间，则直接执行delete释放锁；如果大于锁设置的超时时间，则不需要再锁进行处理。
/**
* 等待锁
*
* @param key redis key
* @param expire 过期时间，单位秒
* @return true:加锁成功，false，加锁失败
*/
private boolean waitingLock(String key, long expire, int retryCount) {
int count = 0;
while (retryCount == -1 || count <= retryCount) {
if (noWaitingLock(key, expire)) {
return true;
}
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
count++;
}
return false;
}
/**
* 加锁
*
* @param key redis key
* @param expire 过期时间，单位秒
* @return true:加锁成功，false，加锁失败
*/
private boolean noWaitingLock(String key, long expire) {
long value = System.currentTimeMillis() + expire * 1000;
long status = redisClient.setnx(key, value);
if (status == 1) {
return true;
}
long oldExpireTime = Long.parseLong(redisClient.get(key, "0", false));
if (oldExpireTime < System.currentTimeMillis()) {
long newExpireTime = System.currentTimeMillis() + expire * 1000;
String currentExpireTimeStr = redisClient.getSet(key, String.valueOf(newExpireTime));
if (StringUtils.isEmpty(currentExpireTimeStr)) {
return true;
}
long currentExpireTime = Long.parseLong(currentExpireTimeStr);
if (currentExpireTime == oldExpireTime) {
return true;
}
}
return false;
}
private void unLock(String key, long startTime, long expire) {
long parseTime = System.currentTimeMillis() - startTime;
if (parseTime <= expire * 1000) {
redisClient.del(key);
}
}
通过SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]实现
EX second ：设置键的过期时间为 second 秒。 SET key value EX second 效果等同于 SETEX key second value 。
PX millisecond ：设置键的过期时间为 millisecond 毫秒。 SET key value PX millisecond 效果等同于 PSETEX key millisecond value 。
NX ：只在键不存在时，才对键进行设置操作。 SET key value NX 效果等同于 SETNX key value 。
XX ：只在键已经存在时，才对键进行设置操作。
private boolean noWaitingLock2(String key, String uuid, long expire) {
String value = redisClient.setnx(key, uuid, expire);
return value != null;
}
private boolean waitingLock2(String key, String uuid, long expire, int retryCount) {
int count = 0;
while (retryCount == -1 || count <= retryCount) {
if (noWaitingLock2(key, uuid, expire)) {
return true;
}
try {
TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(10);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
count++;
}
return false;
}
删除锁的机制直接使用del不可行，因为有可能导致误删别人的锁的情况。
比如，这个锁我上了10s，但是我处理的时间比10s更长，到了10s，这个锁自动过期了，被别人取走了，并且对它重新上锁了。那么这个时候，我再调用Redis::del就是删除别人建立的锁了。
使用lua脚本，先进行get，再进行del
private static final String script = "if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1]\n" +
"then\n" +
" return redis.call(\"del\",KEYS[1])\n" +
"else\n" +
" return 0\n" +
"end";
private void unLock2(String key, String uuid) {
Object result = redisClient.lua(script, Collections.singletonList(key), Collections.singletonList(uuid));
System.out.println(result);
}
public Object lua(final String script, List keys, List args) {
Jedis jedis = null;
try {
jedis = pool.getResource();
return jedis.eval(script, keys, args);
} catch (Exception ex) {
LOGGER.error(ex);
return 0;
} finally {
returnResource(jedis);
}
}
Redissons实现分布式锁
RLock rLock = redisson.getLock(lockKey);
long expired = lock.expire();
boolean isLock = rLock.tryLock(expired, TimeUnit.SECONDS);
if (isLock) {
try {
// 处理
} finally {
rLock.unlock();
}
}
rLock.tryLock(3, expired, TimeUnit.SECONDS);