Redis分布式锁

Jedis的nx生成锁

  • 如何删除锁
  • 模拟抢单动作(10w个人开抢)
  • jedis的nx生成锁

对于java中想操作redis,好的方式是使用jedis,首先pom中引入依赖:

环境准备


    redis.clients
    jedis
    3.1.0

对于分布式锁的生成通常需要注意如下几个方面:

创建锁的策略:不允许重复插入

redis的普通key一般都允许覆盖,A用户set某个key后,B在set相同的key时同样能成功,如果是锁场景,那就无法知道到底是哪个用户set成功的;这里jedis的setnx方式为我们解决了这个问题,简单原理是:当A用户先set成功了,那B用户set的时候就返回失败,满足了某个时间点只允许一个用户拿到锁。

锁过期时间: 某个抢购场景时候,如果没有过期的概念,当A用户生成了锁,但是后面的流程被阻塞了一直无法释放锁,那其他用户此时获取锁就会一直失败,无法完成抢购的活动;当然正常情况一般都不会阻塞,A用户流程会正常释放锁;过期时间只是为了更有保障。

加锁的代码:

SET RESOURCE_NAME RANDOM_VALUE NX PX 30000

/**
     * 设置redis值 不允许覆盖
     *
     * @param key  名字
     * @param val  值
     * @param time 单位:秒 secondsToExpire
     * @return 是否成功
     */
    public boolean setnx(String key, String val, int time) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = jedisPool.getResource();
            if (time <= 0) {
                return jedis.set(key, val).equalsIgnoreCase("OK");
            }
            SetParams setParams = new SetParams();
            // NX:是否存在key,存在就不set成功
            setParams.nx();
            // PX:key过期时间单位设置为毫秒(EX:单位秒)
            setParams.ex(time);
            return jedis.set(key, val, setParams).equalsIgnoreCase("OK");

        } catch (Exception ex) {
            log.error("redis插入失败set {}", ex);
        } finally {
            if (jedis != null) {
                jedis.close();
            }
        }
        return false;
    }

使用lua脚步

jedis = jedisPool.getResource();
            if (time <= 0) {
                StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
                // SET RESOURCE_NAME RANDOM_VALUE NX PX 30000
                sbScript.append("return redis.call('setnx','")
                        .append(key)
                        .append("', '")
                        .append(val)
                        .append("')");
                log.info("lua: {}", sbScript);
                Object obj = jedis.eval(sbScript.toString());
                return "1".equals(obj.toString());
            }
            StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
            sbScript.append(" return redis.call('set','")
                    .append(key)
                    .append("', '")
                    .append(val)
                    .append("', 'NX', 'EX' , ")
                    .append(time)
                    .append(")");

            Object obj = jedis.eval(sbScript.toString());
            log.info("lua: {}, rs : {}", sbScript, obj);
            if (obj == null) {
                return false;
            }
            return "OK".equalsIgnoreCase(obj.toString());
    /**
     * 设置值 不允许覆盖 无过期时间
     * @param key 名字
     * @param val 值
     * @return
     */
    @GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
    public boolean setnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
        return jedisTool.setnx(key, val, 0);
    }

访问如下测试url http://127.0.0.1:8002/setnx/shen/elijah ,正常来说第一次返回了true,第二次返回了false,由于第二次请求的时候redis的key已存在,所以无法set成功

只有一次set成功,并key具有一个有效时间,此时已到达了分布式锁的条件。

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如何删除锁

上面是创建锁,同样的具有有效时间,但是我们不能完全依赖这个有效时间,场景如:有效时间设置1分钟,本身用户A获取锁后,没遇到什么特殊情况正常生成了抢购订单后,此时其他用户应该能正常下单了才对,但是由于有个1分钟后锁才能自动释放,那其他用户在这1分钟无法正常下单(因为锁还是A用户的),因此我们需要A用户操作完后,主动去解锁:

if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end

直接执行lua脚本:根据val判断其是否存在,如果存在就del;


    /**
     * 删除锁
     *
     * @param key
     * @param val
     * @return 0 失败,1成功
     */
    public int delnx(String key, String val) {
        Jedis jedis = null;
        try {
            jedis = jedisPool.getResource();
            if (jedis == null) {
                return 0;
            }
            //if redis.call('get','orderkey')=='1111'
            // then return redis.call('del','orderkey') else return 0 end
            StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
            sbScript.append("if redis.call('get','")
                    .append(key)
                    .append("')")
                    .append("=='")
                    .append(val)
                    .append("'")
                    .append(" then ")
                    .append("    return redis.call('del','")
                    .append(key)
                    .append("')")
                    .append(" else ")
                    .append("    return 0").
                    append(" end");

            return Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());
        } catch (Exception ex) {
            log.error("redis删除锁失败 delnx {}", ex);
        } finally {
            if (jedis != null) {
                jedis.close();
            }
        }
        return 0;
    }

    /**
     * 删除锁
     *
     * @param key 名字
     * @param val 值
     * @return 成功标志
     */
    @GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
    public int delnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
        return jedisTool.delnx(key, val);
    }

只能redis有值且相同时才允许删除

http://127.0.0.1:8002/delnx/shen/elijah

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模拟抢单动作(10w个人开抢)

有了上面对分布式锁的粗略基础,我们模拟下10w人抢单的场景,其实就是一个并发操作请求而已,由于环境有限,只能如此测试;如下初始化10w个用户,并初始化库存,商品等信息,如下代码:

//构造很多用户
List users = new ArrayList<>();
for (int i = 0; i < 1000000; i++) {
    users.add("elijah - " + i);
}

这里实现的逻辑是:

1、parallelStream():并行流模拟多用户抢购

并行流parallelStream

//模拟开抢
users.parallelStream().forEach(b -> {
    String shopUser = qiang(b);
    if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
        shopUsers.add(shopUser);
    }
});

2、(startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis():判断未抢成功的用户,timeout秒内继续获取锁

 //获取锁的超时时间 秒
 private int timeout = 30 * 1000;

 //用户开抢时间
 long startTime = System.currentTimeMillis();

(startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()

3、获取锁前和后都判断库存是否还足够

 //总库存
 private long nKuCuen = 0;
 //初始化库存
 nKuCuen = 10;
//商品是否剩余
if (nKuCuen <= 0) {
    break;
}

4、jedisCom.setnx(shangpingKey, b):用户获取抢购锁

if (jedisTool.setnx(shangpingKey, b, 3)) {
   // 拿到锁 抢购
}

5、获取锁后并下单成功,最后释放锁:jedisCom.delnx(shangpingKey, b)

finally {
    log.info("用户{}释放锁...", b);
    //释放锁
    jedisTool.delnx(shangpingKey, b);
}

再来看下记录的日志结果:

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Lua脚本

Lua 是一种轻量小巧的脚本语言,用标准C语言编写并以源代码形式开放, 其设计目的是为了嵌入应用程序中,从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

其他问题:

使用SetParams时报错

java.lang.ClassNotFoundException: redis.clients.jedis.params.SetParams

jar版本不一致原因,当前为找到最优更深,更换lua脚本操作redis

无返回值

Object obj = jedis.eval(sbScript.toString());
 redis.call('setnx', 'elijah', 'Tom')
 更改 return redis.call('setnx', 'elijah', 'Tom')

返回值 命令在设置成功时返回 1 , 设置失败时返回 0

参考内容:

https://www.cnblogs.com/wangrudong003/p/10627539.html

https://blog.csdn.net/weixin_31253409/article/details/112480096

http://redisdoc.com/string/setnx.html

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