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Redis分布式非公平鎖的使用

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前言

看了很多博客,和資料,這里只針對redis做分布式鎖做一下深入探討,希望對你們有幫助。網上提供了很多分布式鎖的操作,這里逐一舉例然后評論優缺點及改進方案,希望這樣子能讓當家更好的理解redis分布式鎖。

redis分布式鎖第一版

大家應該都知道Redis做分布式鎖無非就是INCR命令或者是SetNx命令,這里我們采用setnx命令。
操作:setnx key 如果操作成功則代表拿到鎖,如果沒有操作成功則代表沒有拿到鎖。

缺點:如果這個人拿到鎖后宕機了怎么辦,那么這個鎖就再也不能釋放了。

改進:給這個鎖增加一個過期時間,這樣如果有效期過了,那么這個鎖就會自動釋放了。

redis分布式鎖第二版

通過上面所說我們應該對redis分布式進行改進。
操作: 使用setnx 命令,之后,在EXPIREAT key 30000 這條命令設置key的有效期為30秒。
這里我們可能會發現,如果要是剛setnx結束之后,要是宕機了。怎么辦?那么我們為了保證原子性,所以jedis提供了一個原子操作,set(key,value,nx,30,時間單位)這樣便解決了。
缺點:如果這個鎖的時間不夠用怎么辦,那么就會導致這個功能鎖不住。假設:A拿到鎖了,但是A還沒有執行結束,B又拿到鎖了,那么A執行結束的時候是不是會把B的這個鎖給刪除掉。這樣就導致了鎖不住的效果。
改進:我們可以學習樂觀所,給鎖的value值是一個唯一的編號,或者版本號,我們每次對鎖進行操作的時候,就會去驗證這個版本號,還是不是自己的版本號。如果不是了就不允許操作了。

redis分布式鎖第三版

通過上面的總結這第三版想必也很簡單了。知識多了一個唯一值而已。但是加了唯一值還是改變不了鎖不住的結果,只是解決了幫其他的線程解鎖的問題,那么要怎么樣才能鎖得住呢?當時我想到的是給他 時間久一點,后來發現其實再久,也一樣會出現鎖不住的時候,而且太久了如果宕機了,就會有很長時間機器無法工作,很容易造成線程堆積。

redis分布式鎖最終版

由上面我們發現一般簡單實用redis做鎖其實是有很多漏洞和bug的,但是有沒有能夠解決這些的呢?當然是有的。
模仿AQS鎖, lock方法執行完之后,執行下面代碼是被鎖的,unlock執行完,釋放鎖。其他線程等待,而不是直接返回錯誤結果。

最終版還是打算先上代碼再說,為了方便我把所有的實現都寫在了一個類里面。

 @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @Autowired
    private RedisUtils redisUtils;

    @Autowired(required = false)
    private ThreadPoolTaskScheduler threadPoolTaskScheduler;

    public final String LOCK_PREFIX = "REDIS_LOCK";

    private final Long LOCK_EXPIRE = 30 * 1000L;

    private final Long OVER_TIME = 10L;

    private MapString,ScheduledFuture?> > futureMap = new ConcurrentHashMap>();

    private Jedis jedis;

    public Lock() {
    }

    private ReentrantLock reentrantLock;

    /**
     * 給線程枷鎖
     *
     * @param key
     */
    public void lock(String key) {
        //自旋獲取鎖
        while (true) {
            if (setLock(key)) {//拿鎖成功
                //獲取鎖后開啟任務
                threadPoolTaskScheduler.schedule(()->{
                    SetString> keys = scan(LOCK_PREFIX);
                    IteratorString> iterator = keys.iterator();
                    //遍歷所有的key 延長key的時間
                    while (iterator.hasNext()) {
                        log.info("執行動態定時任務: " + LocalDateTime.now().toLocalTime());
                        redisUtils.expire(key, Long.valueOf(OVER_TIME), TimeUnit.SECONDS);//延長時間(秒)
                    }
                },new Trigger(){
                    @Override
                    public Date nextExecutionTime(TriggerContext triggerContext){
                        return new CronTrigger("0/10 * * * * ?").nextExecutionTime(triggerContext);
                    }
                });
                return;
            }
        }
    }

    /**
     * setnx
     *
     * @param key
     * @return
     */
    public boolean setLock(String key) {
        String lock = LOCK_PREFIX + key;
        return (Boolean) redisTemplate.execute(new RedisCallbackObject>() {
            @Override
            public Object doInRedis(RedisConnection redisConnection) throws DataAccessException {
                long expireAt = System.currentTimeMillis() + LOCK_EXPIRE + 1;
                Boolean acquire = redisConnection.setNX(lock.getBytes(), String.valueOf(expireAt).getBytes());
                if (acquire) {
                    return true;
                } else {
                    byte[] value = redisConnection.get(lock.getBytes());
                    if (Objects.nonNull(value)  value.length > 0) {
                        long expireTime = Long.parseLong(new String(value));
                        if (expireTime  System.currentTimeMillis()) {
                            // 如果鎖已經過期
                            byte[] oldValue = redisConnection.getSet(lock.getBytes(), String.valueOf(System.currentTimeMillis() + LOCK_EXPIRE + 1).getBytes());
                            // 防止死鎖
                            return Long.parseLong(new String(oldValue))  System.currentTimeMillis();
                        }
                    }
                }
                return false;
            }
        });
    }

    /**
     * 刪除鎖
     *
     * @param key
     */
    public void unlock(String key) {
        String lock = LOCK_PREFIX + key;
        synchronized (this) {
            futureMap.get(lock).cancel(true);//停止任務
            redisTemplate.delete(lock);
        }
    }

    /**
     * 判斷key是否存在
     *
     * @param key 鍵
     * @return true 存在 false不存在
     */
    public boolean hasKey(String key) {
        try {
            return redisTemplate.hasKey(key);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        }
    }

    public SetString> scan(String key) {
        return (SetString>) redisTemplate.execute((RedisCallbackSetString>>) connection -> {
            SetString> keys = Sets.newHashSet();

            JedisCommands commands = (JedisCommands) connection.getNativeConnection();
            MultiKeyCommands multiKeyCommands = (MultiKeyCommands) commands;

            ScanParams scanParams = new ScanParams();
            scanParams.match("*" + key + "*");
            scanParams.count(1000);
            ScanResultString> scan = multiKeyCommands.scan("0", scanParams);
            while (null != scan.getStringCursor()) {
                keys.addAll(scan.getResult());
                if (!StringUtils.equals("0", scan.getStringCursor())) {
                    scan = multiKeyCommands.scan(scan.getStringCursor(), scanParams);
                    continue;
                } else {
                    break;
                }
            }

            return keys;
        });
    }

分析:

  • 判斷是否獲取到鎖,獲取到鎖,繼續執行,沒有獲取到鎖,自旋繼續獲取。
  • 獲取到鎖后調度一個任務。每10秒執行一次,并且如果發現所沒有釋放延長10秒。
  • 釋放鎖,刪除掉redis中的key,并結束掉對應的鎖的任務。

加鎖運行原理:


解鎖操作原理:


解鎖操作就比較簡單了。但是得為了不出必要的麻煩,最好是給停止鎖延時任務,和刪除所 這兩部添加進程鎖,可以使用synchronized,也可以使用AQS lock鎖。

這里Redis非公平鎖詳解算是結束了,后期可能會更新使用Redis,實現公平鎖,謝謝大家的支持,如果有需要的小伙伴可以直接拿走,希望能給大家帶來幫助。

在這里我希望看過文章的小伙伴能夠根絕實現原理自己去實現,這樣可以幫助小伙伴理解非公平鎖機制,和Redis實現非公平,如果不喜歡自己去實現的話,這里我給大家推薦一個Redission 這個插件,這個插件是一個Redis鎖的很好的一個實現,大家可以直接用這個。具體怎么用就不講解了,操作非常簡單。

到此這篇關于Redis分布式非公平鎖的使用的文章就介紹到這了,更多相關Redis分布式非公平鎖內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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