Redis的分布式锁
一、锁的作用
当多线程执行某一业务时(特别是对数据的更新、新增)等操作,可能就会出现多个线程对同一条数据进行修改。其最终的结果一
定与你期望的结果“不太一样”,这就与需要一把锁来控制线程排排队了 – java内部为我们提供了解决方案,可以使用synchronized
或Lock等方式来实现。
但是在生产过程中,因为性能的关系,多数公司都会采用多台服务器来搭建”分布式”。一条请求过来之后,不一定会打到哪台服务
器上,这就保证不了多台服务器的某一”关键业务”同一时间只会有一条线程进行执行。这时就需要一个“媒介”来充当”锁”这个角色,这
个“媒介”需要满足一些特性才能胜任这个工作:
(1)各个服务器都可以对其进行获取和操作(基于数据库的实现方式);
(2)高性能的获取和释放锁;
(3)具备非阻塞锁特性,如果获取不到锁则立即返回失败;
(4)具备锁等待的特性,即没有获取到锁将继续等待获取锁;
(5)具有锁失效机制,防止死锁;
(6)具备可重入特性;
二、分布式锁的一种实现
高性能、失效时间、可重入、非阻塞等特性,Redis都能满足,所以基于Redis实现是解决分布式锁的一种方式。基于Redis的分布式
锁的实现思想:
A、加锁
1、计算开始时间,防止一直获取不到锁而死循环;
2、根据系统名称:业务名称:主键ID来创建一个分布式锁的key;
3、循环获取分布式锁(尝试时间=当前时间-开始时间<5000毫秒);
4、使用setnx方法获取分布式锁(key,value – 当前系统时间+”$TRUE”,失效时间 – 10毫秒);
5、如果设置成功则获取分布式锁成功,返回true;
6、如果获取失败则睡5毫秒,继续尝试,直到过了时间;
7、如果时间之内没有获取到分布式所,则返回失败;
B、解锁
1、根据系统号,业务名称,主键拼接分布式锁的key;
2、根据key获取到真实的key(使用keys方法);
3、判断真实的key是否为存在,是否唯一,如果否则为空;
4、如果key唯一则进行删除;
栗子:
- /**
- * Jedis的工具类.
- */
- public class JedisUtil {
- private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(JedisUtil.class);
- private static Map<String, JedisUtil> uniqueInstance = new HashMap();
- private JedisPool jedisPool;
- private static JedisUtil jedisUtil = null;
- public JedisUtil() {
- super();
- }
- /**
- * 选择需要链接哪个库
- * @param serverName
- */
- public JedisUtil(String serverName) {
- if (StringUtils.isBlank(serverName)) {
- throw new RuntimeException("请指定Redis主或从库!");
- } else {
- //实际使用需从配置文件中获取
- String ip = "127.0.0.1";
- Integer port = 6379;
- String pwd = "test";
- //仅仅是测试用
- String redisPoolMaxActive = "30";
- if ("master".equals(serverName)) {
- //链接到主库
- this.initialPool(ip, port, pwd, redisPoolMaxActive);
- }else{
- //可以链接为别的Redis库
- }
- }
- }
- /**
- * 初始化jedisPool
- * @param ip
- * @param port
- * @param pwd
- * @param redisPoolMaxActive
- */
- private void initialPool(String ip, int port, String pwd, String redisPoolMaxActive) {
- JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();
- //最大连接数,默认8个
- config.setMaxTotal(256);
- //最大空闲连接数,默认8个
- config.setMaxIdle(256);
- if (StringUtils.isNotBlank(redisPoolMaxActive)) {
- Integer redisPoolMaxActiveInt = Integer.valueOf(Integer.parseInt(redisPoolMaxActive));
- if (redisPoolMaxActiveInt.intValue() > 512) {
- redisPoolMaxActiveInt = Integer.valueOf(512);
- }
- config.setMaxTotal(redisPoolMaxActiveInt.intValue());
- config.setMaxIdle(redisPoolMaxActiveInt.intValue());
- }
- //获取连接时的最大等待毫秒数
- config.setMaxWaitMillis(1000L);
- //在获取连接的时候检查有效性,默认false
- config.setTestOnBorrow(true);
- config.setTestOnReturn(true);
- //在空闲时检查有效性,默认false
- config.setTestWhileIdle(true);
- //每次逐出检查时 逐出的最大数目。如果为负数就是: 1/abs(n), 默认3
- config.setNumTestsPerEvictionRun(-1);
- //逐出扫描的时间间隔(毫秒) 如果为负数,则不运行逐出线程, 默认-1
- config.setTimeBetweenEvictionRunsMillis(30000L);
- //逐出连接的最小空闲时间,默认1800000毫秒(30分钟)
- config.setMinEvictableIdleTimeMillis(720000L);
- //对象空闲多久后逐出,当空闲时间>该值且空闲连接 > 最大空闲数时直接逐出,不再根据MinEvictableIdleTimeMillis判断 (默认逐出策略)
- config.setSoftMinEvictableIdleTimeMillis(360000L);
- this.jedisPool = new JedisPool(config, ip, port, 2000, pwd);
- LogUtils.info(LOG, "jedisPool init finish", new Object[]{"jedisPool", this.jedisPool});
- }
- /**
- * 单例获取jedisPool
- * @param serverName Redis库的名称
- * @return
- */
- public static JedisUtil getInstance(String serverName) {
- jedisUtil = (JedisUtil)uniqueInstance.get(serverName);
- if(jedisUtil == null) {
- Class var1 = JedisUtil.class;
- synchronized(JedisUtil.class) {
- jedisUtil = (JedisUtil)uniqueInstance.get(serverName);
- if(jedisUtil == null) {
- jedisUtil = new JedisUtil(serverName);
- uniqueInstance.put(serverName, jedisUtil);
- }
- }
- }
- return jedisUtil;
- }
- public Long setnx(String key, String value, int expireTime, int dbIndex) {
- Jedis jedis = null;
- Long var1;
- try {
- jedis = this.jedisPool.getResource();
- jedis.select(dbIndex);
- Long ret = jedis.setnx(key, value);
- if(ret.longValue() == 1L && expireTime > 0) {
- jedis.expire(key, expireTime);
- }
- var1 = ret;
- } catch (Exception var11) {
- LogUtils.error(LOG, "redis setnx error. ", var11, new Object[0]);
- throw var11;
- } finally {
- if(jedis != null) {
- jedis.close();
- }
- }
- return var1;
- }
- /**
- * 查找key
- * @param sKey
- * @param index
- * @return
- */
- public Set<String> key(String sKey, int index) {
- Jedis jedis = null;
- Set var2;
- try {
- jedis = this.jedisPool.getResource();
- jedis.select(index);
- var2 = jedis.keys(sKey);
- } catch (Exception var8) {
- LogUtils.error(LOG, "redis key error. ", var8, new Object[0]);
- throw var8;
- } finally {
- if(jedis != null) {
- jedis.close();
- }
- }
- return var2;
- }
- /**
- * 删除key
- * @param sKey
- * @param index
- * @return
- */
- public Long del(String sKey, int index) {
- Jedis jedis = null;
- Long var3;
- try {
- jedis = this.jedisPool.getResource();
- jedis.select(index);
- var3 = jedis.del(sKey);
- } catch (Exception var8) {
- LogUtils.error(LOG, "redis del error. ", var8, new Object[0]);
- throw var8;
- } finally {
- if(jedis != null) {
- jedis.close();
- }
- }
- return var3;
- }
- }
分布式锁的工具类:
- public class LockRedisService {
- private static final Logger LOG = LoggerFactory.getLogger(LockRedisService.class);private static final Integer EXPIRE_SECOND = Integer.valueOf(10);public LockRedisService() {
- }
- /**
- * 尝试获取分布式锁
- * @param systemName 系统名称
- * @param business 业务名称
- * @param keyfix 主键
- * @return
- */
- public static Boolean tryLock(String systemName, String business, String keyfix) {
- long start = System.currentTimeMillis();
- String key = String.format("lock:%s:%s:%s", new Object[]{systemName, business, keyfix});
- LogUtils.info(LOG, "尝试获取分布式锁", new Object[]{"key", key});
- do {
- try {
- long ret = JedisUtil.getInstance("master").setnx(key, System.currentTimeMillis() + "$TRUE", EXPIRE_SECOND, 1).longValue();
- if(ret == 1L) {
- LogUtils.info(LOG, "成功获得分布式锁", new Object[]{"key", key});
- return Boolean.TRUE;
- }
- Thread.sleep(5L);
- } catch (Exception var8) {
- LogUtils.error(LOG, "获取锁失败", var8, new Object[0]);
- }
- } while(System.currentTimeMillis() - start < 5000L);
- LogUtils.warn(LOG, "获取分布式锁失败", new Object[]{"key", key});
- return Boolean.FALSE;
- }
- /**
- * 解锁
- * @param systemName 系统名称
- * @param business 业务名称
- * @param keyfix 主键
- * @return
- */
- public static Boolean unlock(String systemName, String business, String keyfix) {
- String key = String.format("lock:%s:%s:%s", new Object[]{systemName, business, keyfix});
- try {
- //1为使用哪个Redis库,正常应该写为枚举类
- Set<String> realKeySet = JedisUtil.getInstance("master").key(key,1);
- if(CollectionUtils.isEmpty(realKeySet)) {
- return null;
- } else if(realKeySet.size() > 1) {
- LogUtils.warn(LOG, "lock key 通配符存在多个", new Object[]{"key", key});
- return null;
- } else {
- String realKey = (String)realKeySet.iterator().next();
- JedisUtil.getInstance("master").del(realKey, 1);
- }
- } catch (Exception var5) {
- LogUtils.error(LOG, "解锁失败", var5, new Object[0]);
- }
- LogUtils.info(LOG, "解锁成功", new Object[]{"key", key});
- return Boolean.valueOf(true);
- }
- }
测试类:
- public class Test {
- public static void main(String[] args) {
- //获取cpu的核心数
- int count = Runtime.getRuntime().availableProcessors();
- //创建线程池
- ThreadPoolExecutor threadPool = new ThreadPoolExecutor(count, count * 10,
- 60L, TimeUnit.MILLISECONDS,
- new LinkedBlockingQueue<>(40960), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());
- //多线程执行业务
- threadPool.execute(()->{
- String bussiness = "测试分布式锁";
- String key = "TestLock:" + 123;
- //尝试获取分布式锁
- if (LockRedisService.tryLock("测试系统", bussiness, key)) {
- System.out.println("---获取分布式锁成功---");
- try {
- //可能会抛出异常
- System.out.println("执行逻辑");
- }catch (Exception e){
- System.out.println("执行逻辑错误: "+e);
- }finally {
- //执行完毕后解锁
- LockRedisService.unlock("测试系统", bussiness, key);
- }
- }else {
- System.out.println("获取分布式锁失败");
- }
- });
- }
- }