分布式锁解决方案之Redis实现的分布式锁

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分布式锁解决方案之Redis实现的分布式锁

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：

在当今的分布式系统中，为了确保数据的一致性和避免竞态条件，分布式锁的需求变得越来越重要。在众多的实现方式中，Redis 因其出色的性能和简单易用的特点成为了一种常用的选择。在这篇博客中，我将深入探讨 Redis 实现的分布式锁的原理、优势以及使用场景，并提供一些实际的示例代码来帮助你更好地理解和应用这种技术。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、什么是redis实现的分布式锁？

• Redis 实现的分布式锁是一种在分布式系统中实现并发控制和资源共享的机制。它基于 Redis 数据库的特性，通过在 Redis 中设置键值对来表示锁的状态。当一个进程或线程需要获取锁时，它会向 Redis 发送一个请求，尝试在指定的键上设置一个带有过期时间的锁。如果设置成功，该进程或线程就获得了锁，可以执行受保护的临界区代码。在临界区执行完毕后，进程或线程会释放锁，通过删除对应的 Redis 键来表示锁已经被释放。
• 需要注意的是，Redis 实现的分布式锁并非完全无缺陷，它可能存在锁超时、锁的释放问题以及不可重入性等限制。在实际应用中，需要根据具体情况进行权衡和选择，并结合其他机制来确保分布式系统的正确性和可靠性。如需更好的解决方案请跳转至分布式锁解决方案之基于Redisson实现的分布式锁实现

二、 Redis 实现的分布式锁的原理

1. 加锁函数：第一个参数为锁的键，第二个参数为键的值，第三个参数为当前锁的时间，第四个参数为第三个参数的时间单位。当线程进来时，会尝试获取锁。在没有超时且读取异常的情况下，它会一直轮询去获取锁；如果超时，就会返回。如果从 Redis 中读到锁的数据，需要判断锁的数据是否为空。如果为空，证明还没有人进行过加锁，锁是空闲状态，需要尝试加锁。首先获取当前线程的唯一标记，作为 value 存入 Redis 中，主要在后面实现重入锁和校验线程身份的时候使用。然后在超时时间范围内不断轮巡加锁，直到加锁成功或超时。代码如下：

 // 获取分布式锁
    Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key+productId, String.valueOf(Thread.currentThread().getId()),30,TimeUnit.SECONDS);

2. 解锁函数：先判断当前线程的唯一标记与 Redis 中的 value 是否相等，如果相等则删除锁。如果删除锁失败，则表示解锁的不是当前线程持有锁，需要进行解锁异常处理。代码如下：

if(Thread.currentThread().getId()==stringRedisTemplate.opsForValue().get(key+productId)){
// 释放锁
      stringRedisTemplate.delete(key+productId);
}

三、 Redis 实现的分布式锁的优势

1. 高性能：Redis 是一个高性能的内存数据库，能够提供快速的读写操作，因此使用 Redis 实现的分布式锁可以获得较高的性能。
2. 简单易用： Redis 提供了简单的命令来实现加锁和解锁操作，使得开发人员可以很容易地使用 Redis 实现分布式锁。
3. 支持自动过期：Redis 可以设置键的过期时间，因此使用 Redis 实现的分布式锁可以自动释放，无需手动释放锁。
4. 可靠性： Redis 是一个高可用的分布式数据库，因此使用 Redis 实现的分布式锁具有较高的可靠性。

四、 Redis 实现的分布式锁的使用场景

5. 数据一致性：在分布式系统中，多个节点可能同时尝试修改同一数据。通过使用分布式锁，可以确保只有一个节点能够获得锁并进行数据修改，以保证数据的一致性。
6. 并发控制：在并发环境下，多个线程或进程可能同时尝试访问共享资源。通过使用分布式锁，可以实现对共享资源的互斥访问，避免竞态条件和数据不一致的问题。
7. 分布式事务：在分布式事务中，需要确保多个操作在不同节点上的原子性。通过使用分布式锁，可以协调各个节点的操作，确保它们按照预定的顺序执行，以实现事务的一致性
8. 缓存更新：在分布式缓存系统中，多个节点可能同时尝试更新同一缓存项。通过使用分布式锁，可以确保只有一个节点能够获得锁并进行缓存更新，以避免缓存不一致的问题。

五、 Redis 实现的分布式锁的使用步骤

1. 引入依赖

   <dependency>
      <groupId>org.springframework.bootgroupId>
      <artifactId>spring-boot-starter-data-redisartifactId>
    dependency>

2. 添加Redis配置

spring:
  redis:
   host: localhost
   port: 6379

3. 具体实现

 @Override
  public String createOrderRedis(Integer productId, Integer count) throws Exception {


    log.info("*************** 进入方法 **********");
    String key = "lock:";
    // 获取分布式锁
    Boolean result = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key+productId, String.valueOf(Thread.currentThread().getId()),30,TimeUnit.SECONDS);
    // 判断是否获取锁成功
    if (!result){
      log.info("我进入了锁");
      return "不允许重复下单";
     }
    try {
      // 业务代码，根据自己需求写即可
     }catch (Exception e){
      e.printStackTrace();
     }finally {
      // 释放锁
      stringRedisTemplate.delete(key+productId);
     }
    return "创建失败";
   }

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总结

以上就是今天要讲的内容，本文仅仅简单介绍了redis实现分布式锁，Redis 实现的分布式锁是一种简单而高效的解决方案，它利用了 Redis 的高性能和数据存储能力。然而，在使用分布式锁时，需要谨慎考虑锁的超时问题、不可重入性问题以及锁的释放问题，并结合实际需求进行适当的优化和处理。