SpringBoot整合Redis正确的实现分布式锁的示例代码
作者：每天都有新收获
前言
最近在做分块上传的业务，使用到了Redis来维护上传过程中的分块编号。
每上传完成一个分块就获取一下文件的分块集合，加入新上传的编号，手动接口测试下是没有问题的，前端通过并发上传调用就出现问题了，并发的get再set，就会存在覆盖写现象，导致最后的分块数据不对，不能触发分块合并请求。
遇到并发二话不说先上锁，针对执行代码块加了一个JVM锁之后问题就解决了。
仔细一想还是不太对，项目是分布式部署的，做了负载均衡，一个节点的代码被锁住了，请求轮询到其他节点还是可以进行覆盖写，并没有解决到问题啊
没办法，只有用上分布式锁了。之前对于分布式锁的理论还是很熟悉的，没有比较好的应用场景就没写过具体代码，趁这个机会就学习使用一下分布式锁。
理论
分布式锁是控制分布式系统之间同步访问共享资源的一种方式。是为了解决分布式系统中，不同的系统或是同一个系统的不同主机共享同一个资源的问题，它通常会采用互斥来保证程序的一致性
通常的实现方式有三种：
- 基于 MySQL 的悲观锁来实现分布式锁，这种方式使用的最少，这种实现方式的性能不好，且容易造成死锁，并且MySQL本来业务压力就很大了，再做锁也不太合适
- 基于 Redis 实现分布式锁，单机版可用setnx实现，多机版建议用Radission
- 基于 ZooKeeper 实现分布式锁，利用 ZooKeeper 顺序临时节点来实现
为了确保分布式锁可用，我们至少要确保锁的实现同时满足以下四个条件：
- 互斥性。在任意时刻，只有一个客户端能持有锁。
- 不会发生死锁。即使有一个客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁，也能保证后续其他客户端能加锁。
- 具有容错性。只要大部分的Redis节点正常运行，客户端就可以加锁和解锁。
- 解铃还须系铃人。加锁和解锁必须是同一个客户端，客户端自己不能把别人加的锁给解了。
本文就使用的是Redis的setnx实现，如果Redis是多机版的可以去了解下Radssion，封装的就特别的好，也是官方推荐的
代码
1. 加依赖
引入Spring Boot和Redis整合的快速使用依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
2. 加配置
application.properties中加入Redis连接相关配置
spring.redis.host=xxx spring.redis.port=6379 spring.redis.database=0 spring.redis.password=xxx spring.redis.timeout=10000 # 设置jedis连接池 spring.redis.jedis.pool.max-active=50 spring.redis.jedis.pool.min-idle=20
3. 重写Redis的序列化规则
默认使用的JDK的序列化，不自己设置一下Redis中的数据是看不懂的
/**
* @author Chkl
* @create 2020/6/7
* @since 1.0.0
*/
@Component
public class RedisConfig {
/**
* 改造RedisTemplate，重写序列化规则，避免存入序列化内容看不懂
* @param connectionFactory
* @return
*/
@Bean
public RedisTemplate<Object, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
RedisTemplate redisTemplate = new RedisTemplate();
redisTemplate.setConnectionFactory(connectionFactory);
// 设置key和value的序列化规则
redisTemplate.setValueSerializer(new Jackson2JsonRedisSerializer(Object.class));
redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
return redisTemplate;
}
}
4. 如何正确的上锁
直接上代码
@Component
public class RedisLock {
@Autowired
private StringRedisTemplate redisTemplate;
private long timeout = 3000;
/**
* 上锁
* @param key 锁标识
* @param value 线程标识
* @return 上锁状态
*/
public boolean lock(String key, String value) {
long start = System.currentTimeMillis();
while (true) {
//检测是否超时
if (System.currentTimeMillis() - start > timeout) {
return false;
}
//执行set命令
Boolean absent = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value, timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);//1
//是否成功获取锁
if (absent) {
return true;
}
return false;
}
}
}
核心代码就是
Boolean absent = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value, timeout, TimeUnit.MILLISECONDS);
setIfAbsent方法就相当于命令行下的Setnx方法，指定的 key 不存在时，为 key 设置指定的值
参数分别是key、value、超时时间和时间单位
- key，表示针对于这段资源的唯一标识
- value，表示针对于这个线程的唯一标识。为什么有了key了还需要设置value呢，就是为了满足四个条件的最后一个：解铃还须系铃人。只有通过key和value的组合才能保证解锁时是同一个线程来解锁
- 超时时间，必须和setnx一起进行操作，不能再setnx结束后再执行。如果加锁成功了，还没有设置过期时间就宕机了，锁就永远不会过期，变成死锁
5. 如何正确解锁
@Component
public class RedisLock {
@Autowired
private StringRedisTemplate redisTemplate;
@Autowired
private DefaultRedisScript<Long> redisScript;
private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
/**
* 解锁
* @param key 锁标识
* @param value 线程标识
* @return 解锁状态
*/
public boolean unlock(String key, String value) {
//使用Lua脚本：先判断是否是自己设置的锁，再执行删除
Long result = redisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(key,value));
//返回最终结果
return RELEASE_SUCCESS.equals(result);
}
/**
* @return lua脚本
*/
@Bean
public DefaultRedisScript<Long> defaultRedisScript() {
DefaultRedisScript<Long> defaultRedisScript = new DefaultRedisScript<>();
defaultRedisScript.setResultType(Long.class);
defaultRedisScript.setScriptText("if redis.call('get', KEYS[1]) == KEYS[2] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end");
return defaultRedisScript;
}
}
解锁过程需要两步操作
1.判断操作线程是否是加锁的线程
2.如果是加锁线程，执行解锁操作
这两步操作也需要原子的进行操作，但是Redis不支持这两步的合并的操作，所以，就只有使用lua脚本实现来保证原子性咯
如果在判断是加锁的线程之后，并且执行解锁之前，锁到期了，被其他线程获得锁了，这时候再进行解锁就会解掉其他线程的锁，使得不满足解铃还须系铃人
6. 实际应用
没有使用分布式锁时的保存文件分块的代码
/**
* 保存文件分块编号到redis
* @param chunkNumber 分块号
* @param identifier 文件唯一编号
* @return 文件分块的大小
*/
@Override
public Integer saveChunk(Integer chunkNumber, String identifier) {
//从Redis获取已经存在的分块编号集合
Set<Integer> oldChunkNumber = (Set<Integer>) JSON.parseObject(redisOperator.get("chunkNumberList_"+identifier),Set.class);
//如果不存在分块集合，创建一个集合
if (Objects.isNull(oldChunkNumber)) {
Set<Integer> newChunkNumber = new HashSet<>();
newChunkNumber.add(chunkNumber);
redisOperator.set("chunkNumberList_"+identifier, JSON.toJSONString(newChunkNumber),36000);
return newChunkNumber.size();
//如果分块集合已经存在了，就添加一个编号
} else {
oldChunkNumber.add(chunkNumber);
redisOperator.set("chunkNumberList_"+identifier, JSON.toJSONString(oldChunkNumber),36000);
return oldChunkNumber.size();
}
}
存在的问题是：当并发的请求进来之后，可能获取同一个状态的集合进行修改，修改后直接写入，造成同一个状态获得的集合操作线程覆盖写的现象
使用分布式锁保证同时只能有一个线程能获取到集合并进行修改，避免了覆盖写现象
使用分布式锁代码
/**
* 保存文件分块编号到redis
* @param chunkNumber 分块号
* @param identifier 文件唯一编号
* @return 文件分块的大小
*/
@Override
public Integer saveChunk(Integer chunkNumber, String identifier) {
//通过UUID生成一个请求线程识别标志作为锁的value
String threadUUID = CoreUtil.getUUID();
//上锁，以共享资源标识:文件唯一编号,作为key，以线程标识UUID作为value
redisLock.lock(identifier,threadUUID);
//从Redis获取已经存在的分块编号集合
Set<Integer> oldChunkNumber = (Set<Integer>) JSON.parseObject(redisOperator.get("chunkNumberList_"+identifier),Set.class);
//如果不存在分块集合，创建一个集合
if (Objects.isNull(oldChunkNumber)) {
Set<Integer> newChunkNumber = new HashSet<>();
newChunkNumber.add(chunkNumber);
redisOperator.set("chunkNumberList_"+identifier, JSON.toJSONString(newChunkNumber),36000);
//解锁
redisLock.unlock(identifier,threadUUID);
return newChunkNumber.size();
//如果分块集合已经存在了，就添加一个编号
} else {
oldChunkNumber.add(chunkNumber);
redisOperator.set("chunkNumberList_"+identifier, JSON.toJSONString(oldChunkNumber),36000);
//解锁
redisLock.unlock(identifier,threadUUID);
return oldChunkNumber.size();
}
}
代码中使用的共享资源标识是文件唯一编号identifier，它能标识加锁代码段中的唯一资源，即key为"chunkNumberList_"+identifier的集合
代码中使用的线程唯一标识是UUID，能保证加锁和解锁时获取的标识不会重复
到此这篇关于SpringBoot整合Redis正确的实现分布式锁的示例代码的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot整合Redis分布式锁内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
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