使用Redis实现分布式锁

说明：在多线程情况下，我们需要用到锁来控制线程对资源的访问，当在多线程+分布式的情况下，如果使用synchronized (this)，这会在每台服务器实例上都生成一个锁对象，而这个锁只会对当前实例生效，无法对其他服务器实例起作用。

或者，当我们的操作涉及到多数据源的情况，也无法使用synchronized (this)，这时就需要使用到分布式锁，将锁从具体实例中抽出来，放在一个公共的地方。

分布式锁，可以通过Redis或者Zookeeper来实现，本文介绍使用Redis实现分布式锁，以及Redisson的使用。

Demo

首先，搭建一个简单的Demo，有get和set两个接口；

（controller）

import com.hezy.pojo.Student;
import com.hezy.service.DemoService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;@RestController
@RequestMapping("/demo")
public class DemoController {@Autowiredprivate DemoService demoService;@GetMapping("/get")public String get() {return demoService.get();}@GetMapping("/set")public String set(Student student) {return demoService.set(student);}
}

set接口，用于接收一个Student对象，并存入到Redis中；

    @Overridepublic String set(Student student) {redisTemplate.opsForValue().set("student", student);return "success";}

get接口，用于从Redis中读取对象，如果没有则从数据库中读取，并存入到Redis中；

    @Overridepublic String get() {// 访问redis缓存Student student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");// 如果缓存中有数据，直接返回if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();} else {synchronized (this){System.out.println("从数据库中获取数据");student = new Student("hezy", 18);this.set(student);return "success";}}}

（Service实现类）

import com.hezy.pojo.Student;
import com.hezy.service.DemoService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;@Service
public class DemoServiceImpl implements DemoService {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;@Overridepublic String get() {// 访问redis缓存Student student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");// 如果缓存中有数据，直接返回if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();} else {synchronized (this){System.out.println("从数据库中获取数据");student = new Student("hezy", 18);this.set(student);return "success";}}}@Overridepublic String set(Student student) {redisTemplate.opsForValue().set("student", student);return "success";}
}

（Student对象）

import java.io.Serializable;public class Student implements Serializable {private String name;private int age;public Student() {}public Student(String name, int age) {this.name = name;this.age = age;}public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}public int getAge() {return age;}public void setAge(int age) {this.age = age;}@Overridepublic String toString() {return "Student{" +"name='" + name + '\'' +", age=" + age +'}';}
}

测试

分别对set和get接口进行测试；

（set接口）

在这里插入图片描述

（Redis中存入了数据）

在这里插入图片描述

（get接口）

在这里插入图片描述

多线程测试

先删掉Redis中的缓存；

在这里插入图片描述

使用Apifox对get接口进行多线程访问测试，看下控制台的输出结果；

在这里插入图片描述

执行结束；

在这里插入图片描述

控制台结果，可以发现，开头这里访问了三次数据库，这是为什么？

在这里插入图片描述

这是因为在多线程情况下，访问数据库，存入Redis的操作还没完成，但是其他的线程已经通过了student == null的判断，在等待锁释放后，依次访问数据库，所以导致了这种情况；

在这里插入图片描述

解决方法是在单例模式中使用到的方法，双重检查锁定（Double-Check Locking），如下，在锁的代码块里面再做一层判断；

    public String get() {// 访问redis缓存Student student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");// 如果缓存中有数据，直接返回if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();} else {synchronized (this){student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();}System.out.println("从数据库中获取数据");student = new Student("hezy", 18);this.set(student);return "success";}}}

缓存删掉，再跑一遍测试，可以看到这回就只有头一次访问了数据库；

在这里插入图片描述

分布式锁

上面的内容不是本文的重点，使用Redis实现分布式锁，具体是通过Redis的这个命令：

setnx [key] [value]

表示当这个key在Redis不存在时，set才能成功，这不正是锁的机制吗？set成功表示获取锁；

在这里插入图片描述

在RedisTemplate中，是用下面这个方法；

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;@SpringBootTest
public class RedisTest {@Autowiredprivate RedisTemplate redisTemplate;@Testpublic void test() {Boolean a = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "hezy");System.out.println(a);Boolean b = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "hezy");System.out.println(b);}
}

执行结果；

在这里插入图片描述

可以将上面get()接口的代码改造一下，加上分布式锁，同时在finally代码块中释放分布式锁；

    public String get() {// 访问redis缓存Student student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");// 如果缓存中有数据，直接返回if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();} else {// 获取分布式锁Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "hezy");if (lock) {try {student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();}System.out.println("从数据库中获取数据");student = new Student("hezy", 18);this.set(student);return "success";} finally {// 释放锁redisTemplate.delete("lock");}}return "";}}

这就是Redis实现分布式锁的方式，但是仔细分析就会发现这种方式有问题：

如果在try代码块里面有BUG，程序中断，导致finally代码块没有执行，锁无法被释放怎么办？可以考虑给分布式锁设置一个有效时间，到了时间自动释放。

但是时间要设置多少？设置过短，程序没有执行完，有效期到了锁自动释放，其他线程获取锁，然后原来的线程执行完，不就把其他线程的分布式锁给释放了吗？凉凉；设置太长，又会导致程序中断，分布式锁需要较长的时间才能被释放，影响性能；

Redisson

为了解决原生Redis方法实现分布式锁的问题，可以考虑使用Redisson，如下：

（导入依赖）

	<!--redisson依赖--><dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId><version>3.11.2</version></dependency>

（装配对象）

    @Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;

（改造代码）

    @Overridepublic String get() {// 访问redis缓存Student student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");// 如果缓存中有数据，直接返回if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();} else {// 获取分布式锁RLock lock = redissonClient.getLock("lock");// 尝试获取锁lock.lock();try {student = (Student) redisTemplate.opsForValue().get("student");if (student != null) {System.out.println("从缓存中获取数据");return student.toString();}System.out.println("从数据库中获取数据");student = new Student("hezy", 18);this.set(student);return "success";} finally {// 释放锁lock.unlock();}}}

Redisson底层实现原理是，当线程获取到锁时，会执行lua脚本，将锁写入到Redis中，获取锁失败时，会调用while循环，不断尝试获取锁；而当线程在获取锁后，执行失败会自动释放锁，默认是30秒，而如果锁时间过期，程序还在执行，会启动一个看门狗（Watch Dog）后台线程，不断给锁续期，直至程序执行完成。

以上就是Redis分布式锁的实现，以及Redisson的使用；

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