Redis分布式锁

加锁

所以需要保证设置锁及其过期时间两个操作的原子性，spring data的 RedisTemplate 当中并没有这样的方法。
但是在jedis当中是有这种原子操作的方法的，需要通过 RedisTemplate 的 execute 方法获取到jedis里操作命令的对象，代码如下：

String result = redisTemplate.execute(new RedisCallback<String>() {
	@Override
	public String doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
		JedisCommands commands = (JedisCommands) connection.getNativeConnection();
		return commands.set(key, "锁定的资源", "NX", "PX", expire);
	}
});

NX： 表示只有当锁定资源不存在的时候才能 SET 成功。利用 Redis 的原子性，保证了只有第一个请求的线程才能获得锁，而之后的所有线程在锁定资源被释放之前都不能获得锁。

PX： expire 表示锁定的资源的自动过期时间，单位是毫秒。具体过期时间根据实际场景而定

这样在获取锁的时候就能够保证设置 Redis 值和过期时间的原子性，避免前面提到的两次 Redis 操作期间出现意外而导致的锁不能释放的问题。但是这样还是可能会存在一个问题，考虑如下的场景顺序：

1)线程T1获取锁
2)线程T1执行业务操作，由于某些原因阻塞了较长时间
3)锁自动过期，即锁自动释放了
4)线程T2获取锁
5)线程T1业务操作完毕，释放锁（其实是释放的线程T2的锁）
[[按照这样的场景顺序，线程T2的业务操作实际上就没有锁提供保护机制了。]]
所以，每个线程释放锁的时候只能释放自己的锁，即锁必须要有一个拥有者的标记，并且也需要保证释放锁的原子性操作。

因此在获取锁的时候，可以生成一个随机不唯一的串放入当前线程中，然后再放入 Redis 。
释放锁的时候先判断锁对应的值是否与线程中的值相同，相同时才做删除操作。

释放锁

LUA脚本
if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("del",KEYS[1])
else
    return 0
end
-----------------------------------------------
// 使用Lua脚本删除Redis中匹配value的key，可以避免由于方法执行时间过长而redis锁自动过期失效的时候误删其他线程的锁
// spring自带的执行脚本方法中，集群模式直接抛出不支持执行脚本的异常，所以只能拿到原redis的connection来执行脚本
Long result = redisTemplate.execute(new RedisCallback<Long>() {
	public Long doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
		Object nativeConnection = connection.getNativeConnection();
		// 集群模式和单机模式虽然执行脚本的方法一样，但是没有共同的接口，所以只能分开执行
		// 集群模式
		if (nativeConnection instanceof JedisCluster) {
			return (Long) ((JedisCluster) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, args);
		}

		// 单机模式
		else if (nativeConnection instanceof Jedis) {
			return (Long) ((Jedis) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, args);
		}
		return 0L;
	}
});

代码中分为集群模式和单机模式，并且两者的方法、参数都一样;
原因是spring封装的执行脚本的方法中（ RedisConnection 接口继承于 RedisScriptingCommands 接口的 eval 方法）;
集群模式的方法直接抛出了不支持执行脚本的异常（虽然实际是支持的），所以只能拿到 Redis 的connection来执行脚本;
而 JedisCluster 和 Jedis 中的方法又没有实现共同的接口，所以只能分开调用。

DistributedLock.java 顶级接口

public interface DistributedLock {
	
	public static final long TIMEOUT_MILLIS = 30000;
	
	public static final int RETRY_TIMES = Integer.MAX_VALUE;
	
	public static final long SLEEP_MILLIS = 500;

	public boolean lock(String key);
	
	public boolean lock(String key, int retryTimes);
	
	public boolean lock(String key, int retryTimes, long sleepMillis);
	
	public boolean lock(String key, long expire);
	
	public boolean lock(String key, long expire, int retryTimes);
	
	public boolean lock(String key, long expire, int retryTimes, long sleepMillis);
	
	public boolean releaseLock(String key);
}

AbstractDistributedLock.java 抽象类，实现基本的方法，关键方法由子类去实现

public abstract class AbstractDistributedLock implements DistributedLock {

	@Override
	public boolean lock(String key) {
		return lock(key, TIMEOUT_MILLIS, RETRY_TIMES, SLEEP_MILLIS);
	}

	@Override
	public boolean lock(String key, int retryTimes) {
		return lock(key, TIMEOUT_MILLIS, retryTimes, SLEEP_MILLIS);
	}

	@Override
	public boolean lock(String key, int retryTimes, long sleepMillis) {
		return lock(key, TIMEOUT_MILLIS, retryTimes, sleepMillis);
	}

	@Override
	public boolean lock(String key, long expire) {
		return lock(key, expire, RETRY_TIMES, SLEEP_MILLIS);
	}

	@Override
	public boolean lock(String key, long expire, int retryTimes) {
		return lock(key, expire, retryTimes, SLEEP_MILLIS);
	}

}

RedisDistributedLock.java Redis分布式锁的实现

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;

import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.dao.DataAccessException;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnection;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.util.StringUtils;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisCluster;
import redis.clients.jedis.JedisCommands;


public class RedisDistributedLock extends AbstractDistributedLock {
	
	private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedisDistributedLock.class);
	
	private RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate;
	
	private ThreadLocal<String> lockFlag = new ThreadLocal<String>();
	
	public static final String UNLOCK_LUA;

    static {
        StringBuilder sb = new StringBuilder();
        sb.append("if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1] ");
        sb.append("then ");
        sb.append("    return redis.call(\"del\",KEYS[1]) ");
        sb.append("else ");
        sb.append("    return 0 ");
        sb.append("end ");
        UNLOCK_LUA = sb.toString();
    }

	public RedisDistributedLock(RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate) {
		super();
		this.redisTemplate = redisTemplate;
	}

	@Override
	public boolean lock(String key, long expire, int retryTimes, long sleepMillis) {
		boolean result = setRedis(key, expire);
		// 如果获取锁失败，按照传入的重试次数进行重试
		while((!result) && retryTimes-- > 0){
			try {
				logger.debug("lock failed, retrying..." + retryTimes);
				Thread.sleep(sleepMillis);
			} catch (InterruptedException e) {
				return false;
			}
			result = setRedis(key, expire);
		}
		return result;
	}
	
	private boolean setRedis(String key, long expire) {
		try {
			String result = redisTemplate.execute(new RedisCallback<String>() {
				@Override
				public String doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
					JedisCommands commands = (JedisCommands) connection.getNativeConnection();
					String uuid = UUID.randomUUID().toString();
					lockFlag.set(uuid);
					return commands.set(key, uuid, "NX", "PX", expire);
				}
			});
			return !StringUtils.isEmpty(result);
		} catch (Exception e) {
			logger.error("set redis occured an exception", e);
		}
		return false;
	}
	
	@Override
	public boolean releaseLock(String key) {
		// 释放锁的时候，有可能因为持锁之后方法执行时间大于锁的有效期，此时有可能已经被另外一个线程持有锁，所以不能直接删除
		try {
			List<String> keys = new ArrayList<String>();
			keys.add(key);
			List<String> args = new ArrayList<String>();
			args.add(lockFlag.get());

			// 使用lua脚本删除redis中匹配value的key，可以避免由于方法执行时间过长而redis锁自动过期失效的时候误删其他线程的锁
			// spring自带的执行脚本方法中，集群模式直接抛出不支持执行脚本的异常，所以只能拿到原redis的connection来执行脚本
			
			Long result = redisTemplate.execute(new RedisCallback<Long>() {
				public Long doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
					Object nativeConnection = connection.getNativeConnection();
					// 集群模式和单机模式虽然执行脚本的方法一样，但是没有共同的接口，所以只能分开执行
					// 集群模式
					if (nativeConnection instanceof JedisCluster) {
						return (Long) ((JedisCluster) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, args);
					}

					// 单机模式
					else if (nativeConnection instanceof Jedis) {
						return (Long) ((Jedis) nativeConnection).eval(UNLOCK_LUA, keys, args);
					}
					return 0L;
				}
			});
			
			return result != null && result > 0;
		} catch (Exception e) {
			logger.error("release lock occured an exception", e);
		}
		return false;
	}
	
}