本文主要介绍下Redis实现分布式锁的过程，
- redis版本：redis 4.0，单实例，暂不考虑redis高可用
- 客户端：Spring-data-redis
分布式锁满足的条件
1.互斥性。在任意时刻，只有一个客户端能持有锁。
2.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。
3.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。
1. 获取锁
- 唯一性：利用Redis中
SETNX key value
将key的值设为 value ，当且仅当 key 不存在；
若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作；
- 自动过期性：利用Redis中
SETEX key seconds value
将值 value 关联到 key ，并将 key 的生存时间设为 seconds (以秒为单位)。
以上两个命令必须进行原子操作，以防止设置完key以后没设置自动过期，从而可能导致锁无法被释放。
redisTemplate没有直接提供同时操作者两个命令的接口，但通过RedisCallback可以实现
具体代码如下：
/**
* 获取锁
*
* @param lockedKey
* @param expire
* @return
*/
public boolean getLock(String lockedKey, long expire) {
lockedValue = UUID.randomUUID().toString() ;
//获取锁
String exeResult = stringRedisTemplate.execute((RedisCallback<String>) connection -> {
JedisCommands commands = (JedisCommands) connection.getNativeConnection();
/**
* 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
*/
return commands.set(lockedKey, lockedValue, "NX", "PX", expire);
});
//是否获取到锁
boolean result = LOCK_SUCCESS.equals(exeResult);
return result;
}
- 同时还提供带自动重试功能的方法来获取锁，当获取不到锁时，在一定时间内继续重试。
/**
* 获取锁
* 如果获取不到，自动尝试多次，直到花费的时间超过tryTimeOut时间
* @param lockedKey
* @param expire
* @param tryTimeOut
* @return
*/
public boolean getLock(String lockedKey, long expire, long tryTimeOut) {
//单位都是毫秒
long startTime = System.currentTimeMillis() ;
Random random = new Random();
while ((System.currentTimeMillis() - startTime) <= tryTimeOut){
if( getLock(lockedKey,expire) ){
return true ;
}
try {
Thread.sleep(50, random.nextInt(100));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return false ;
}
2. 释放锁
- 注意以下情况：
1.线程A获取到锁以后，锁超时时间为1s，A在执行其他操作花费的时间超过1s时，锁因超时会被自动删除。
2.此时B线程尝试获取锁时，得到锁，并设置超时时间为1s；如果此时线程的A的操作完成，要进行释放锁
3.但是锁的持有者已经变成B了，所有要区分锁的持有者，否则就会导致线程A把线程B的锁释放掉了
- 为了解决以上问题，在释放锁的时候，一定要区分锁的持有者是否等于释放者。
- 为了保证多线程环境下的正确性，要保证 判断锁持有者操作和删除锁的操作是一个院子操作。
这里通过Lua脚本实现：
/**
* 释放锁
*
* @param lockedKey
* @return
*/
public boolean releaseLock(String lockedKey) {
if (lockedValue == null || lockedValue.length() == 0){
return false ;
}
// 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
// 删除前要通过value来判断是否为自己的锁
String script = new StringBuffer()
.append("if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then ")
.append(" return redis.call('del', KEYS[1]) ")
.append("else ")
.append(" return 0 ")
.append("end ")
.toString();
DefaultRedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<Long>();
redisScript.setResultType(Long.class);
redisScript.setScriptText(script);
//执行脚本
Long exeResult = stringRedisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(lockedKey), lockedValue);
boolean result = (RELEASE_SUCCESS == exeResult);
return result;
}
3. 完整源码
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;
import redis.clients.jedis.JedisCommands;
import java.util.Arrays;
import java.util.Random;
import java.util.UUID;
/**
* 通过redis实现分布式锁
*
*/
public class RedisLock {
private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
private static final Long RELEASE_SUCCESS = 1L;
private String lockedValue ;
/**
* redis操作类
*/
StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
public RedisLock(StringRedisTemplate stringRedisTemplate){
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate ;
}
/**
* 获取锁
*
* @param lockedKey
* @param expire
* @return
*/
public boolean getLock(String lockedKey, long expire) {
lockedValue = UUID.randomUUID().toString() ;
//获取锁
String exeResult = stringRedisTemplate.execute((RedisCallback<String>) connection -> {
JedisCommands commands = (JedisCommands) connection.getNativeConnection();
/**
* 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
*/
return commands.set(lockedKey, lockedValue, "NX", "PX", expire);
});
//是否获取到锁
boolean result = LOCK_SUCCESS.equals(exeResult);
return result;
}
/**
* 获取锁
* 如果获取不到，自动尝试多次，直到花费的时间超过tryTimeOut时间
* @param lockedKey
* @param expire
* @param tryTimeOut
* @return
*/
public boolean getLock(String lockedKey, long expire, long tryTimeOut) {
//单位都是毫秒
long startTime = System.currentTimeMillis() ;
Random random = new Random();
while ((System.currentTimeMillis() - startTime) <= tryTimeOut){
if( getLock(lockedKey,expire) ){
return true ;
}
try {
Thread.sleep(50, random.nextInt(100));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return false ;
}
/**
* 释放锁
*
* @param lockedKey
* @return
*/
public boolean releaseLock(String lockedKey) {
if (lockedValue == null || lockedValue.length() == 0){
return false ;
}
// 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
// 删除前要通过value来判断是否为自己的锁
String script = new StringBuffer()
.append("if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then ")
.append(" return redis.call('del', KEYS[1]) ")
.append("else ")
.append(" return 0 ")
.append("end ")
.toString();
DefaultRedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<Long>();
redisScript.setResultType(Long.class);
redisScript.setScriptText(script);
//执行脚本
Long exeResult = stringRedisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(lockedKey), lockedValue);
boolean result = (RELEASE_SUCCESS == exeResult);
return result;
}
}
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