浅析Redis分布式锁---从自己实现到Redisson的实现
当我们在单机情况下，遇到并发问题，可以使用juc包下的lock锁，或者synchronized关键字来加锁。但是这俩都是JVM级别的锁，如果跨了JVM这两个锁就不能控制并发问题了，也就是说在分布式集群环境中，需要寻求其他方法来解决并发问题。前面也说到可以使用redis的setnx操作，如果不存在则set，如果存在则不set。也就是说每个服务实例都对同一个key进行操作。谁能set成功就认为获取到了锁。可以执行下面的操作。执行完之后释放锁。如下按照上述逻辑来简单实现一个分布式锁：
package com.nijunyang.redis.lock; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate; import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; /** * Description: * Created by nijunyang on 2020/3/17 23:53 */ @RestController public class LockController { @Autowired ValueOperations<String, Object> valueOperations; @Autowired RedisTemplate<String, Object> redisTemplate; String lock = "lock"; String quantityKey = "quantity"; @GetMapping("/deduct-stock") public String deductStock() { try { boolean getLock = valueOperations.setIfAbsent(lock, 1); if (!getLock) { return "没有获取到锁"; } //使用当做数据库，只是模拟扣减库存场景，因此不使用原子操作 Integer quantity = (Integer) valueOperations.get(quantityKey); if (quantity > 0) { --quantity; valueOperations.set(quantityKey, quantity); System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); } else { System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); } return "true"; } finally { redisTemplate.delete(lock); } } }
如果不出意外这个锁是可以用的，但是如果拿到锁之后，在执行业务的过程中，服务挂了，就会导致锁没有释放，其他服务永远无法拿到锁，因此我们可以优化一下，加锁的同时给锁设置一个过期时间，这样来保证，拿到锁在执行业务的时候挂了，到了过期时间之后，其他服务一样可以继续获取锁。
package com.nijunyang.redis.lock; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate; import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * Description: * Created by nijunyang on 2020/3/17 23:53 */ @RestController public class LockController { @Autowired ValueOperations<String, Object> valueOperations; @Autowired RedisTemplate<String, Object> redisTemplate; String lock = "lock"; String quantityKey = "quantity"; @GetMapping("/deduct-stock") public String deductStock() { try { //设置值，并且设置超时时间 boolean getLock = valueOperations.setIfAbsent(lock, 1, 10, TimeUnit.SECONDS); if (!getLock) { return "没有获取到锁"; } //使用当做数据库，只是模拟扣减库存场景，因此不使用原子操作 Integer quantity = (Integer) valueOperations.get(quantityKey); if (quantity > 0) { --quantity; valueOperations.set(quantityKey, quantity); System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); } else { System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); } return "true"; } finally { redisTemplate.delete(lock); } } }
但是问题又来了，这个超时时间设置多大合适呢，如果网络延迟或者出现了sql的慢查询等，导致业务还没执行完，锁就过期了，这个时候别的服务又拿到了锁，现在并发问题问题又来了。。。A1服务拿到锁，设置过期时间10s，但是业务逻辑需要15s才能执行完，10s过后锁自动释放，这时候A2服务拿到锁执行业务,5s之后A1执行完业务删除锁，但是这个时候A1释放的是A2加的锁，A2这个时候才执行5s，等到A2执行完去释放的又是别的服务拿到的锁，如此恶心循环。。。。
我们可以将锁的value设置成一个客户端的唯一值，比如生成一个UUID，删除的时候判断一下这个值是否是自己生成，这样就可以避免把其他服务加的锁删掉。
package com.nijunyang.redis.lock; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate; import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import java.util.UUID; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * Description: * Created by nijunyang on 2020/3/17 23:53 */ @RestController public class LockController { @Autowired ValueOperations<String, Object> valueOperations; @Autowired RedisTemplate<String, Object> redisTemplate; String lock = "lock"; String quantityKey = "quantity"; @GetMapping("/deduct-stock") public String deductStock() { String uuid = UUID.randomUUID().toString(); try { //设置值，并且设置超时时间 boolean getLock = valueOperations.setIfAbsent(lock, uuid, 10, TimeUnit.SECONDS); // boolean getLock = valueOperations.setIfAbsent(lock, 1); if (!getLock) { return "没有获取到锁"; } //使用当做数据库，只是模拟扣减库存场景，因此不使用原子操作 Integer quantity = (Integer) valueOperations.get(quantityKey); if (quantity > 0) { --quantity; valueOperations.set(quantityKey, quantity); System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); } else { System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); } return "true"; } finally { //删除之前判断是否是自己加的锁 if (uuid.equals(valueOperations.get(lock))) { redisTemplate.delete(lock); } } } }
这样只是保证自己的锁不被别人删掉，但是这个判断再删除的操作也不是原子操作，同时超时的问题还是没有解决。怎么办呢，我们给锁续命，可以在加锁的同时再起一个定时任务，去检查锁是否释放，如果没有释放就增加超时时间，然后再去定时检查，直到锁被删除了。比如锁超时时间10s，那么定时任务在8s后去检查，锁是否被释放，如果没有释放则重新设置超时时间。继续监视锁是否释放。
如果我们自己按照这个逻辑去实现，有可能还会有很多bug。Redisson已经帮我们很好的实现了分布式锁。配置好之后，使用就像使用java的lock一样。原理就和上述差不多。
加依赖：
<dependency>
<groupId>org.redisson</groupId>
<artifactId>redisson</artifactId>
<version>3.6.5</version>
</dependency>
写配置：
@Bean public Redisson redisson() { Config config = new Config(); config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379").setPassword("xxx"); /** * 哨兵 */ //config.useSentinelServers().addSentinelAddress(""); /** * 集群 */ //config.useClusterServers().addNodeAddress("redis://111.229.53.45:6379"); return (Redisson) Redisson.create(config); }
使用：
package com.nijunyang.redis.lock; import org.redisson.Redisson; import org.redisson.api.RLock; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate; import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations; import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping; import org.springframework.web.bind.annotation.RestController; import java.util.UUID; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * Description: * Created by nijunyang on 2020/3/17 23:53 */ @RestController public class LockController { @Autowired ValueOperations<String, Object> valueOperations; @Autowired RedisTemplate<String, Object> redisTemplate; @Autowired Redisson redisson; String lockKey = "lockKey"; String quantityKey = "quantity"; @GetMapping("/deduct-stock2") public String deductStock2() { RLock redissonLock = redisson.getLock(lockKey); try { redissonLock.lock(); //使用当做数据库，只是模拟扣减库存场景，因此不使用原子操作 Integer quantity = (Integer) valueOperations.get(quantityKey); if (quantity > 0) { --quantity; valueOperations.set(quantityKey, quantity); System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); return "true"; } else { System.out.println("扣减库存成功,剩余库存： " + quantity); return "false"; } } finally { redissonLock.unlock(); } } }
和JUC包里面Lock锁的使用一模一样，有木有？
Redisson锁源码逻辑简要分析，直接在代码中加的注释说明，里面大量使用lua脚本来封装redis操作的原子性，上面提到的判断再删除的操作，也可以写成lua脚本执行，保证原子性。同时lua脚本中如果出错了，数据还会回滚。
虽然看起来已经很完善了，但是还有一点点问题如果哨兵模式，或者集群模式，锁加载master上面，还未同步到slave的时候，master挂了，这个重新选举，新的master上面是没有加锁的。不过这种几率已经很小很小了，如果是在要求强一致性，那么就只有选择zookeeper来实现，因为zookeeper是强一致性的，它是多数节点数据都同步好了才返回。Master挂了，选举也是在数据一致的节点中，因此重新选上来leader肯定是有锁的。当然ZK的性能肯定就没有redis的高了，怎么选择还是看自己业务是否允许。
Redisson也提供了一个RedissonRedLock，传入多个锁对象，加锁的时候，多个锁都加上才认为加锁成功。但是这样需要连接多个redis。这样肯定是有性能问题的，还有网络问题等等。
