使用Redis实现分布式lock
/**
* Redis分布式锁
* 使用 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 实现
*
* 该方案在 Redis 官方 SET 命令页有详细介绍。
* http://doc.redisfans.com/string/set.html
*
* 在介绍该分布式锁设计之前，我们先来看一下在从 Redis 2.6.12 开始 SET 提供的新特性，
* 命令 SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]，其中：
*
* EX seconds — 以秒为单位设置 key 的过期时间；
* PX milliseconds — 以毫秒为单位设置 key 的过期时间；
* NX — 将key 的值设为value ，当且仅当key 不存在，等效于 SETNX。
* XX — 将key 的值设为value ，当且仅当key 存在，等效于 SETEX。
*
* 命令 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 是一种在 Redis 中实现锁的简单方法。
*
* 客户端执行以上的命令：
*
* 如果服务器返回 OK ，那么这个客户端获得锁。
* 如果服务器返回 NIL ，那么客户端获取锁失败，可以在稍后再重试。
*
* @author zsy
* @version 1.0
* @date 2019年8月22日 22:21:27
*/
public class RedisLock {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisLock.class);
private RedisTemplate redisTemplate;
/**
* 将key 的值设为value ，当且仅当key 不存在，等效于 SETNX。
*/
public static final String NX = "NX";
/**
* seconds — 以秒为单位设置 key 的过期时间，等效于EXPIRE key seconds
*/
public static final String EX = "EX";
/**
* 调用set后的返回值
*/
public static final String OK = "OK";
/**
* 默认请求锁的超时时间(ms 毫秒)
*/
private static final long TIME_OUT = 100;
/**
* 默认锁的有效时间(s)
*/
public static final int EXPIRE = 60;
/**
* 解锁的lua脚本
*/
public static final String UNLOCK_LUA;
static {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1] ");
sb.append("then ");
sb.append(" return redis.call(\"del\",KEYS[1]) ");
sb.append("else ");
sb.append(" return 0 ");
sb.append("end ");
UNLOCK_LUA = sb.toString();
}
/**
* 锁标志对应的key
*/
private String lockKey;
/**
* 记录到日志的锁标志对应的key
*/
private String lockKeyLog = "";
/**
* 锁对应的值
*/
private String lockValue;
/**
* 锁的有效时间(s)
*/
private int expireTime = EXPIRE;
/**
* 请求锁的超时时间(ms)
*/
private long timeOut = TIME_OUT;
/**
* 锁标记
*/
private volatile boolean locked = false;
final Random random = new Random();
/**
* 使用默认的锁过期时间和请求锁的超时时间
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
*/
public RedisLock(RedisTemplate redisTemplate, String lockKey) {
this.redisTemplate = redisTemplate;
this.lockKey = lockKey + "_lock";
}
/**
* 使用默认的请求锁的超时时间，指定锁的过期时间
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
* @param expireTime 锁的过期时间(单位：秒)
*/
public RedisLock(RedisTemplate redisTemplate, String lockKey, int expireTime) {
this(redisTemplate, lockKey);
this.expireTime = expireTime;
}
/**
* 使用默认的锁的过期时间，指定请求锁的超时时间
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
* @param timeOut 请求锁的超时时间(单位：毫秒)
*/
public RedisLock(RedisTemplate redisTemplate, String lockKey, long timeOut) {
this(redisTemplate, lockKey);
this.timeOut = timeOut;
}
/**
* 锁的过期时间和请求锁的超时时间都是用指定的值
*
* @param redisTemplate
* @param lockKey 锁的key（Redis的Key）
* @param expireTime 锁的过期时间(单位：秒)
* @param timeOut 请求锁的超时时间(单位：毫秒)
*/
public RedisLock(RedisTemplate redisTemplate, String lockKey, int expireTime, long timeOut) {
this(redisTemplate, lockKey, expireTime);
this.timeOut = timeOut;
}
/**
* 尝试获取锁 超时返回
*
* @return
*/
public boolean tryLock() {
// 生成随机key
lockValue = UUID.randomUUID().toString();
// 请求锁超时时间，纳秒
long timeout = timeOut * 1000000;
// 系统当前时间，纳秒
long nowTime = System.nanoTime();
while ((System.nanoTime() - nowTime) < timeout) {
if (OK.equalsIgnoreCase(this.set(lockKey, lockValue, expireTime))) {
locked = true;
// 上锁成功结束请求
return locked;
}
// 每次请求等待一段时间
seleep(10, 50000);
}
return locked;
}
/**
* 尝试获取锁 立即返回
*
* @return 是否成功获得锁
*/
public boolean lock() {
lockValue = UUID.randomUUID().toString();
//不存在则添加 且设置过期时间（单位ms）
String result = set(lockKey, lockValue, expireTime);
locked = OK.equalsIgnoreCase(result);
return locked;
}
/**
* 以阻塞方式的获取锁
*
* @return 是否成功获得锁
*/
public boolean lockBlock() {
lockValue = UUID.randomUUID().toString();
while (true) {
//不存在则添加 且设置过期时间（单位ms）
String result = set(lockKey, lockValue, expireTime);
if (OK.equalsIgnoreCase(result)) {
locked = true;
return locked;
}
// 每次请求等待一段时间
seleep(10, 50000);
}
}
/**
* 解锁
*
* 可以通过以下修改，让这个锁实现更健壮：
*
* 不使用固定的字符串作为键的值，而是设置一个不可猜测（non-guessable）的长随机字符串，作为口令串（token）。
* 不使用 DEL 命令来释放锁，而是发送一个 Lua 脚本，这个脚本只在客户端传入的值和键的口令串相匹配时，才对键进行删除。
* 这两个改动可以防止持有过期锁的客户端误删现有锁的情况出现。
*/
public Boolean unlock() {
// 只有加锁成功并且锁还有效才去释放锁
// 只有加锁成功并且锁还有效才去释放锁
if (locked) {
return (Boolean) redisTemplate.execute(new RedisCallback() {
@Override
public Boolean doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
Object nativeConnection = connection.getNativeConnection();
Long result = 0L;
List keys = new ArrayList<>();
keys.add(lockKey);
List values = new ArrayList<>();
values.add(lockValue);
// 集群模式
if (nativeConnection instanceof JedisCluster) {
result = (Long) ((JedisCluster) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, values);
}
// 单机模式
if (nativeConnection instanceof Jedis) {
result = (Long) ((Jedis) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, values);
}
if (result == 0 && !StringUtils.isEmpty(lockKeyLog)) {
logger.info("Redis分布式锁，解锁{}失败！解锁时间：{}", lockKeyLog, System.currentTimeMillis());
}
locked = result == 0;
return result == 1;
}
});
}
return true;
}
/**
* 重写redisTemplate的set方法
*
* 命令 SET resource-name anystring NX EX max-lock-time 是一种在 Redis 中实现锁的简单方法。
*
* 客户端执行以上的命令：
*
* 如果服务器返回 OK ，那么这个客户端获得锁。
* 如果服务器返回 NIL ，那么客户端获取锁失败，可以在稍后再重试。
*
* @param key 锁的Key
* @param value 锁里面的值
* @param seconds 过去时间（秒）
* @return
*/
private String set(final String key, final String value, final long seconds) {
Assert.isTrue(!StringUtils.isEmpty(key), "key不能为空");
return (String) redisTemplate.execute(new RedisCallback() {
@Override
public String doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
Object nativeConnection = connection.getNativeConnection();
String result = null;
if (nativeConnection instanceof JedisCommands) {
result = ((JedisCommands) nativeConnection).set(key, value, NX, EX, seconds);
}
if (!StringUtils.isEmpty(lockKeyLog) && !StringUtils.isEmpty(result)) {
logger.info("获取锁{}的时间：{}", lockKeyLog, System.currentTimeMillis());
}
return result;
}
});
}
/**
* @param millis 毫秒
* @param nanos 纳秒
* @Title: seleep
* @Description: 线程等待时间
* @author yuhao.wang
*/
private void seleep(long millis, int nanos) {
try {
Thread.sleep(millis, random.nextInt(nanos));
} catch (InterruptedException e) {
logger.info("获取分布式锁休眠被中断：", e);
}
}
public String getLockKeyLog() {
return lockKeyLog;
}
public void setLockKeyLog(String lockKeyLog) {
this.lockKeyLog = lockKeyLog;
}
public int getExpireTime() {
return expireTime;
}
public void setExpireTime(int expireTime) {
this.expireTime = expireTime;
}
public long getTimeOut() {
return timeOut;
}
public void setTimeOut(long timeOut) {
this.timeOut = timeOut;
}
}