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【redis】五、Redis分布式锁

【redis】五、Redis分布式锁

作者: Y了个J | 来源:发表于2019-03-25 23:45 被阅读0次

    1.加锁
    最简单的方法是使用setnx命令。key是锁的唯一标识,按业务来决定命名,value为当前线程的线程ID。

    比如想要给一种商品的秒杀活动加锁,可以给key命名为 “lock_sale_ID” 。而value设置成什么呢?我们可以姑且设置成1。加锁的伪代码如下:

    setnx(key,1)当一个线程执行setnx返回1,说明key原本不存在,该线程成功得到了锁,当其他线程执行setnx返回0,说明key已经存在,该线程抢锁失败。

    2.解锁
    有加锁就得有解锁。当得到锁的线程执行完任务,需要释放锁,以便其他线程可以进入。释放锁的最简单方式是执行del指令,伪代码如下:
    del(key)释放锁之后,其他线程就可以继续执行setnx命令来获得锁。

    3.锁超时
    锁超时是什么意思呢?如果一个得到锁的线程在执行任务的过程中挂掉,来不及显式地释放锁,这块资源将会永远被锁住,别的线程再也别想进来。

    所以,setnx的key必须设置一个超时时间,以保证即使没有被显式释放,这把锁也要在一定时间后自动释放。setnx不支持超时参数,所以需要额外的指令,伪代码如下:

    expire(key,30)综合起来,我们分布式锁实现的第一版伪代码如下:

    if(setnx(key,1) == 1){
        expire(key,30)
        try {
            do something ......
        }catch(){
      }finally {
           del(key)
        }
    }
    

    上面的伪代码中,存在着三个致命问题:

    1. setnx和expire的非原子性
    设想一个极端场景,当某线程执行setnx,成功得到了锁:
    setnx刚执行成功,还未来得及执行expire指令,节点1 Duang的一声挂掉了。
    
    if(setnx(key,1) == 1){  //此处挂掉了.....
        expire(key,30)
        try {
            do something ......
        }catch(){
      }finally {
           del(key)
        }
    }
    
    这样一来,这把锁就没有设置过期时间,变得“长生不老”,别的线程再也无法获得锁了。
    怎么解决呢?setnx指令本身是不支持传入超时时间的,
    Redis 2.6.12以上版本为set指令增加了可选参数,
    伪代码如下:set(key,1,30,NX),这样就可以取代setnx指令。
    
    
    2. 超时后使用del 导致误删其他线程的锁
    又是一个极端场景,假如某线程成功得到了锁,并且设置的超时时间是30秒。
    如果某些原因导致线程B执行的很慢很慢,过了30秒都没执行完,这时候锁过期自动释放,线程B得到了锁。
    随后,线程A执行完了任务,线程A接着执行del指令来释放锁。但这时候线程B还没执行完,
    线程A实际上删除的是线程B加的锁。
    怎么避免这种情况呢?可以在del释放锁之前做一个判断,验证当前的锁是不是自己加的锁。
    至于具体的实现,可以在加锁的时候把当前的线程ID当做value,
    并在删除之前验证key对应的value是不是自己线程的ID。
    
    加锁:
    String threadId = Thread.currentThread().getId();
    set(key,threadId ,30,NX);
    
    doSomething.....
     
    解锁:
    if(threadId .equals(redisClient.get(key))){
        del(key);
    }
    
    但是,这样做又隐含了一个新的问题,if判断和释放锁是两个独立操作,不是原子性。
    
    
    3. 出现并发的可能性
    还是刚才第二点所描述的场景,虽然我们避免了线程A误删掉key的情况,
    但是同一时间有A,B两个线程在访问代码块,仍然是不完美的。
    怎么办呢?我们可以让获得锁的线程开启一个守护线程,用来给快要过期的锁“续航”。
    当过去了29秒,线程A还没执行完,这时候守护线程会执行expire指令,为这把锁“续命”20秒。
    守护线程从第29秒开始执行,每20秒执行一次。
    当线程A执行完任务,会显式关掉守护线程。
    另一种情况,如果节点1 忽然断电,由于线程A和守护线程在同一个进程,守护线程也会停下。
    这把锁到了超时的时候,没人给它续命,也就自动释放了。
    

    使用第三方框架加锁

    @Scheduled(cron = "0 */1 * * * ?")
    public void closeOrderTaskV4() {
          RLock lock = redissonManager.getRedisson().getLock(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
          boolean getLock = false;
          try {
                if (getLock = lock.tryLock(0, 50, TimeUnit.SECONDS)) {
                    log.info("Redisson获取到分布式锁:{},ThreadName:{}", Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,Thread.currentThread().getName());
                    int hour = Integer.parseInt(PropertiesUtil.getProperty("close.order.task.time.hour", "2"));
                    iOrderService.closeOrder(hour);
                } else {
                    log.info("Redisson没有获取到分布式锁:{},ThreadName:{}",Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,Thread.currentThread().getName());
                }
            } catch (InterruptedException e) {
                log.error("Redisson分布式锁获取异常", e);
            } finally {
                if (!getLock) {
                    return;
                }
                lock.unlock();
                log.info("Redisson分布式锁释放锁");
          }
    }
    

    Redis分布式锁

    定时关单

    setnx 具有原子性,set if not exist
    getset 原子性,设置新的值并且返回旧值
    expire
    del
    
    
    set if not exist,如果redis里有CLOSE_ORDER_TASK_LOCK对应的值了 setnx就不成功
    Long setnxResult = RedisShardedPoolUtil.setnx(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,String.valueOf(System.currentTimeMillis() + lockTimeout));
        
    if (setnxResult != null && setnxResult.intValue() == 1) {
          closeOrder(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);//取得锁成功
    } else {
        //未获取到锁,说明redis里CLOSE_ORDER_TASK_LOCK对应的值肯定存在,继续判断,判断时间戳,看是否可以重置并获取到锁
        //lockValueStr  是旧值
        String lockValueStr = RedisShardedPoolUtil.get(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
               
        if (lockValueStr != null && System.currentTimeMillis() > Long.parseLong(lockValueStr)) {
            //锁过期,可以重新设置,设置新的值并且返回旧值
           //下面判断这里返回的旧值和上面get的旧值相等不,防止其他线程进行了getset操作
            String getSetResult = RedisShardedPoolUtil.getSet(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK, String.valueOf(System.currentTimeMillis() + lockTimeout));
              //再次用当前时间戳getset,设置新的值并且返回旧值
              //返回给定的key的旧值,->旧值判断,是否可以获取锁
              //当key没有旧值时,即key不存在时,返回nil,说明锁没有了 ->获取锁
              //这里我们set了一个新的value值,获取旧的值。
              if (getSetResult == null || (getSetResult != null && StringUtils.equals(lockValueStr, getSetResult))) {
                  //真正获取到锁
                  closeOrder(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
              } else {
                  log.info("没有获取到分布式锁:{}", Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
              }
        } else {
            log.info("没有获取到分布式锁:{}", Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
        }
    }
    
    

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