本篇文章給大家?guī)砹岁P(guān)于redis的相關(guān)知識(shí)，其中主要介紹了關(guān)于分布式鎖是什么？Redis又是怎么實(shí)現(xiàn)分布式鎖的？需要滿足什么條件？下面一起來看一下吧，希望對(duì)需要的朋友有幫助。
一、分布式鎖基本原理
分布式鎖：滿足分布式系統(tǒng)或集群模式下多進(jìn)程可見并且互斥的鎖。
分布式鎖應(yīng)該滿足的條件：
可見性：多個(gè)線程都能看到相同的結(jié)果，注意：這個(gè)地方說的可見性并不是并發(fā)編程中指的內(nèi)存可見性，只是說多個(gè)進(jìn)程之間都能感知到變化的意思
互斥：互斥是分布式鎖的最基本的條件，使得程序串行執(zhí)行
高可用：程序不易崩潰，時(shí)時(shí)刻刻都保證較高的可用性
高性能：由于加鎖本身就讓性能降低，所有對(duì)于分布式鎖本身需要他就較高的加鎖性能和釋放鎖性能
安全性：安全也是程序中必不可少的一環(huán)
常見的分布式鎖有三種：
Mysql：mysql本身就帶有鎖機(jī)制，但是由于mysql性能本身一般，所以采用分布式鎖的情況下，其實(shí)使用mysql作為分布式鎖比較少見
Redis：redis作為分布式鎖是非常常見的一種使用方式，現(xiàn)在企業(yè)級(jí)開發(fā)中基本都使用redis或者zookeeper作為分布式鎖，利用setnx這個(gè)方法，如果插入key成功，則表示獲得到了鎖，如果有人插入成功，其他人插入失敗則表示無法獲得到鎖，利用這套邏輯來實(shí)現(xiàn)分布式鎖
Zookeeper：zookeeper也是企業(yè)級(jí)開發(fā)中較好的一個(gè)實(shí)現(xiàn)分布式鎖的方案
二、基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖
實(shí)現(xiàn)分布式鎖時(shí)需要實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)基本方法：
獲取鎖：
互斥：確保只能有一個(gè)線程獲取鎖
非阻塞：嘗試一次，成功返回true，失敗返回false
釋放鎖：
手動(dòng)釋放
超時(shí)釋放：獲取鎖時(shí)添加一個(gè)超時(shí)時(shí)間
基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖原理：
SET resource_name my_random_value NX PX 30000
resource_name：資源名稱，可根據(jù)不同的業(yè)務(wù)區(qū)分不同的鎖
my_random_value：隨機(jī)值，每個(gè)線程的隨機(jī)值都不同，用于釋放鎖時(shí)的校驗(yàn)
NX：key不存在時(shí)設(shè)置成功，key存在則設(shè)置不成功
PX：自動(dòng)失效時(shí)間，出現(xiàn)異常情況，鎖可以過期失效
利用NX的原子性，多個(gè)線程并發(fā)時(shí)，只有一個(gè)線程可以設(shè)置成功，設(shè)置成功表示獲得鎖，可以執(zhí)行后續(xù)的業(yè)務(wù)處理；如果出現(xiàn)異常，過了鎖的有效期，鎖自動(dòng)釋放；
版本一
1、定義ILock接口
public interface ILock extends AutoCloseable {
/**
* 嘗試獲取鎖
*
* @param timeoutSec 鎖持有的超時(shí)時(shí)間，過期后自動(dòng)釋放
* @return true代表獲取鎖成功；false代表獲取鎖失敗
*/
boolean tryLock(long timeoutSec);
/**
* 釋放鎖
* @return
*/
void unLock();
}2、基于Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖—RedisLock
public class SimpleRedisLock {
private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
private final String name;
public SimpleRedisLock(StringRedisTemplate stringRedisTemplate, String name) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
this.name = name;
}
private static final String KEY_PREFIX = "lock:";
@Override
public boolean tryLock(long timeoutSec) {
//獲取線程標(biāo)識(shí)
String threadId = Thread.currentThread().getId();
//獲取鎖
Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
.setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
return Boolean.TRUE.equals(success);
}
@Override
public void unLock() {
//通過del刪除鎖
stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
}
@Override
public void close() {
unLock();
}
}鎖誤刪問題
問題說明：
持有鎖的線程1在鎖的內(nèi)部出現(xiàn)了阻塞，這時(shí)鎖超時(shí)自動(dòng)釋放，這時(shí)線程2嘗試獲得鎖，然后線程2在持有鎖執(zhí)行過程中，線程1反應(yīng)過來，繼續(xù)執(zhí)行，走到了刪除鎖邏輯，此時(shí)就會(huì)把本應(yīng)該屬于線程2的鎖進(jìn)行刪除，這就是鎖誤刪的情況。
解決方案：
在存入鎖時(shí)，放入自己線程的標(biāo)識(shí)，在刪除鎖時(shí)，判斷當(dāng)前這把鎖的標(biāo)識(shí)是不是自己存入的，如果是，則進(jìn)行刪除，如果不是，則不進(jìn)行刪除。
版本二：解決鎖誤刪問題
public class SimpleRedisLock {
private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
private final String name;
public SimpleRedisLock(StringRedisTemplate stringRedisTemplate, String name) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
this.name = name;
}
private static final String KEY_PREFIX = "lock:";
private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";
@Override
public boolean tryLock(long timeoutSec) {
//獲取線程標(biāo)識(shí)
String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
//獲取鎖
Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
.setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
return Boolean.TRUE.equals(success);
}
@Override
public void unLock() {
// 獲取線程標(biāo)示
String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
// 獲取鎖中的標(biāo)示
String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);
// 判斷標(biāo)示是否一致
if(threadId.equals(id)) {
// 釋放鎖
stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);
}
}
@Override
public void close() {
unLock();
}
}鎖釋放的原子性問題
問題分析：
上述釋放鎖的代碼依然存在鎖誤刪問題，當(dāng)線程1獲取鎖中的線程標(biāo)識(shí)，并根據(jù)標(biāo)識(shí)判斷是自己的鎖，這時(shí)鎖到期自動(dòng)釋放，恰好線程2嘗試獲取鎖，并拿到了鎖，此時(shí)線程1依然執(zhí)行釋放鎖的操作，就導(dǎo)致誤刪了線程2持有的鎖。
原因在于，由java代碼實(shí)現(xiàn)的釋放鎖流程不是原子操作，存在線程安全問題。
解決方案：
Redis提供了Lua腳本功能，在一個(gè)腳本中編寫多條Redis命令，可以確保多條命令執(zhí)行時(shí)的原子性。
版本三：調(diào)用Lua腳本改造分布式鎖
public class SimpleRedisLock implements ILock {
private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
private final String name;
public SimpleRedisLock(StringRedisTemplate stringRedisTemplate, String name) {
this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;
this.name = name;
}
private static final String KEY_PREFIX = "lock:";
private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";
@Override
public boolean tryLock(long timeoutSec) {
//獲取線程標(biāo)識(shí)
String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();
//獲取鎖
Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue()
.setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);
return Boolean.TRUE.equals(success);
}
@Override
public void unLock() {
String script = "if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then\n" +
" return redis.call("del",KEYS[1])\n" +
"else\n" +
" return 0\n" +
"end";
//通過執(zhí)行l(wèi)ua腳本實(shí)現(xiàn)鎖刪除，可以校驗(yàn)隨機(jī)值
RedisScript<Boolean> redisScript = RedisScript.of(script, Boolean.class);
stringRedisTemplate.execute(redisScript,
Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name),
ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());
}
@Override
public void close() {
unLock();
}
}
