图解 Redis 分布式锁
标签： 图解 Redis 分布式锁 Java博客 51CTO博客
2023-07-21 18:24:29 116浏览
正文
分布式锁的演进
基本原理
我们可以同时去一个地方“占坑”，如果占到，就执行逻辑。否则就必须等待，直到释放锁。“占坑”可以去redis，可以去数据库，可以去任何大家都能访问的地方。等待可以自旋的方式。
阶段一
public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
//阶段一 Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
//获取到锁，执行业务
if (lock) {
Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
//删除锁，如果在此之前报错或宕机会造成死锁
stringRedisTemplate.delete("lock");
return categoriesDb;
} else {
//没获取到锁，等待100ms重试
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}
public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCategoryMap() {
ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
String catalogJson = ops.get("catalogJson");
if (StringUtils.isEmpty(catalogJson)) {
System.out.println("缓存不命中，准备查询数据库。。。");
Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoriesDb();
String toJSONString = JSON.toJSONString(categoriesDb);
ops.set("catalogJson", toJSONString);
return categoriesDb;
}
System.out.println("缓存命中。。。。");
Map<String, List<Catalog2Vo>> listMap = JSON.parseObject(catalogJson, new TypeReference<Map<String, List<Catalog2Vo>>>() {
});
return listMap;
}
问题： setnx占好了位，业务代码异常或者程序在页面过程中宕机。没有执行删除锁逻辑，这就造成了死锁
解决： 设置锁的自动过期，即使没有删除，会自动删除。
阶段二
public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
if (lock) {
//设置过期时间
stringRedisTemplate.expire("lock", 30, TimeUnit.SECONDS);
Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
stringRedisTemplate.delete("lock");
return categoriesDb;
} else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}问题： setnx设置好，正要去设置过期时间，宕机。又死锁了。
解决： 设置过期时间和占位必须是原子的。redis支持使用setnx ex命令。
阶段三
public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() { //加锁的同时设置过期时间，二者是原子性操作
Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "1111", 5, TimeUnit.SECONDS);
if (lock) {
Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
//模拟超长的业务执行时间
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
stringRedisTemplate.delete("lock");
return categoriesDb;
} else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}问题： 删除锁直接删除？？？如果由于业务时间很长，锁自己过期了，我们直接删除，有可能把别人正在持有的锁删除了。
解决： 占锁的时候，值指定为uuid，每个人匹配是自己的锁才删除。
阶段四
public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
//为当前锁设置唯一的uuid，只有当uuid相同时才会进行删除锁的操作
Boolean lock = ops.setIfAbsent("lock", uuid, 5, TimeUnit.SECONDS);
if (lock) {
Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
String lockValue = ops.get("lock");
if (lockValue.equals(uuid)) {
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
stringRedisTemplate.delete("lock");
}
return categoriesDb;
} else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}问题： 如果正好判断是当前值，正要删除锁的时候，锁已经过期，别人已经设置到了新的值。那么我们删除的是别人的锁
解决： 删除锁必须保证原子性。使用redis+Lua脚本完成。
阶段五-最终形态
public Map<String, List<Catalog2Vo>> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
ValueOperations<String, String> ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
Boolean lock = ops.setIfAbsent("lock", uuid, 5, TimeUnit.SECONDS);
if (lock) {
Map<String, List<Catalog2Vo>> categoriesDb = getCategoryMap();
String lockValue = ops.get("lock");
String script = "if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1] then\n" + " return redis.call(\"del\",KEYS[1])\n" + "else\n" + " return 0\n" + "end";
stringRedisTemplate.execute(new DefaultRedisScript<Long>(script, Long.class), Arrays.asList("lock"), lockValue);
return categoriesDb;
} else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}保证加锁【占位+过期时间】和删除锁【判断+删除】的原子性。更难的事情，锁的自动续期。
Redisson
Redisson是一个在Redis的基础上实现的Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid）。它不仅提供了一系列的分布式的Java常用对象，还提供了许多分布式服务。Redisson提供了使用Redis的最简单和最便捷的方法。Redisson的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离（Separation of Concern），从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。
更多请参考官方文档：
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