java分布式&锁&分布式锁

java分布式&锁&分布式锁

锁

1. 锁的作用：有限资源的情况下，控制同一时间段，只有某些线程（用户/服务器）能访问到资源。
   
2. 锁在java中的实现：
   • synchronized关键字
   • 并发包的类
3. 缺点：只对单个的jvm有效
   

分布式锁

1. 为什么实现分布式锁
   • 有限资源的情况下，控制同一段时间只有某些用户/服务器才能访问到资源
   • 单个锁只对单个jvm有效
2. 分布锁实现（核心思想，先来server把数据改成自己的标识，后来的人发现标识已经存在就等待）
   • 抢锁机制 ==> 同一时间只有一个服务器能抢到资源 ==>
     1. Mysql数据库实现，数据库中有一个字段标识锁，哪个服务器先到达数据库，就将此标识改为自己服务器的值，下一个服务器查到达查看不为空就等待，知道此上一个服务器用完，将标识位改为空时，方可用。
        • 查select（控制只有一个服务器在查）（1.select for update 行级锁，2.乐观锁）
        • 改update
     2. redis实现，存标识。读写速度快，支持setnx，lua脚本实现
        • 原理：使用redis的setnx方法保证原子性质
          setnx:set if not exist如果不存在，则设置，只有设置成功才会返回true，否则返回false
          
        • 注意1： 用完锁之后要释放，防止在释放之前服务器出现意外，因此要设置过期时间
        • 注意2：如果方法执行时间过长，锁提前过期，出现多个服务器同时执行。=> 续期（redisson中提供续期机制，原理：监听当前线程，默认过期时间是30s，每10s续期一次（补充到30s），如果线程挂了，则不会续期，如果debug模式也会被当成服务器宕机）。
        • 注意3：连锁效应：释放了其他server的锁 .=> 判断如果不是我的锁就不释放
        • 注意4：释放锁的时候，有可能先判断出是自己的锁，但是这时候锁过期了，会释放其他服务器/用户的锁 => 判断和释放的时候不允许其他任何的方法进入，redis原子性操作。配合redis+lua脚本。
   4. Zookeeper实现

控制定时任务的执行（在同一时间只有一个服务器能执行）

1. 原因：

   • 浪费资源，假设有1000台服务器同时工作
   • 脏数据
     

2. 实现方式

   1. 分离定时任务，把控制定时任务从主程序中拆开（成本太大）
      

   2. 配置，写死配置，每个服务器都执行定时任务，但是只有ip符合配置的才真实执行业务逻辑，其他的直接返回。
      

   3. ☆动态配置，这个配置是可以轻松的跟新的，把配置写到数据库，Redis，配置中心（Nacos，Apollo，spring Cloud config）（问题：如果服务器数据太多，ip不可控制）
      

   4. 分布式锁【只有抢到锁的服务器才能执行定时任务】

      

Reddisson实现分布式锁

1. Redisson：是一个java操作Redis的客户端，提供了大量的分布式数据集来简化对Redis的操作和使用，可以让开发者像使用本地集合一样使用Redis，完全感觉不到Redis的存在。
   redisson官网：redisson
2. Redisson使用方法
   1. 支持springboot整合Rdisson，写配置，默认整合客户端。（版本迭代太快）
   2. 只引入Redisson，自己创建客户端
      1. 引入项目依赖Redisson类库

          
                 <dependency>
                     <groupId>org.redissongroupId>
                     <artifactId>redissonartifactId>
                     <version>3.21.3version>
                 dependency>
         

      2. 新建redisson客户端

         /**
          * redisson配置
          */
         @Configuration
         @ConfigurationProperties(prefix = "spring.redis")
         @Data
         public class RedissonConfig {
             private String host;
             private String port;
         
             @Bean
             public RedissonClient redissonClient(){
                 // 1. 创建配置对象
                 Config config = new Config();
                 String redisAddress = String.format("redis://%s:%s",host,port);
                 config.useSingleServer().setAddress(redisAddress).setDatabase(3);
                 // 2. 创建实例
                 RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
                 return redisson;
             }
         }
         

      3. 使用锁实现缓存预热
         waitTime = 0 只抢一次

         /**
          * 缓存预热任务
          */
         @Slf4j
         public class PreCacheJob {
         
             @Resource
             private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
             @Resource
             private UserService userService;
         
             @Resource
             public UserMapper userMapper;
         
             //重点用户
             private List<Long> mainUserList = Arrays.asList(1L);
             //引入redisson客户端
             @Resource
             private RedissonClient redissonClient;
         
             //每天执行，预热推荐用户
             @Scheduled(cron = "0 31 19 * * ? ")
             public void doCacheRecommendUser() {
                 RLock lock = redissonClient.getLock("yupao:precachejob:docache:lock");
                 try {
                     //waitTime:其他线程等待的时间，因为我们缓存预热每天只做一次，所以只要有一个线程拿到锁就
                     //leaseTime：锁过期时间
                     if (lock.tryLock(0, 30000L, TimeUnit.MILLISECONDS)) {//是否拿到锁
                         for (Long userId : mainUserList) {
                             QueryWrapper<User> queryWrapper = new QueryWrapper<>();
                             Page<User> userPage = userService.page(new Page<>(1, 20),
                                     queryWrapper);
                             String redisKey = String.format("yupao:user:recommend:%s", userId);
                             ValueOperations<String, Object> valueOperations =
                                     redisTemplate.opsForValue();
                             //写缓存
                             try {
                                 valueOperations.set(redisKey, userPage, 30000,
                                         TimeUnit.MILLISECONDS);
                             } catch (Exception e) {
                                 log.error("redis set key error", e);
                             }
                         }
                     }
                 } catch (InterruptedException e) {
                     log.error("doCacheRecommendUser error",e);
                 } finally {
                     //释放自己的锁
                     if (lock.isHeldByCurrentThread()) {//是否是当前线程
                         System.out.println("unlock: " + Thread.currentThread().getId());
                         lock.unlock();
                     }
                 }
             }
         }