redis分布式锁的实现原理详解

首先,为了确保分布式锁可用,我们至少要确保锁的实现同时满足以下四个条件:
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.具有容错性。只要大部分的Redis节点正常运行,客户端就可以加锁和解锁。
4.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。
下边是代码实现,首先我们要通过Maven引入Jedis开源组件,在pom.xml文件加入下面的代码:

org.springframework.bootspring-boot-starter-data-redisredis.clientsjedis3.1.0

分布式锁实现代码,DistributedLock.java
import redis.clients.jedis.Jedis; import redis.clients.jedis.JedisPool; import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig; import redis.clients.jedis.Transaction; import redis.clients.jedis.exceptions.JedisException; import java.util.List; import java.util.UUID; /** * @author swadian * @date 2022/3/4 * @Version 1.0 * @describetion Redis分布式锁原理 */public class DistributedLock {//redis连接池private static JedisPool jedisPool; static {JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig(); // 设置最大连接数config.setMaxTotal(200); // 设置最大空闲数config.setMaxIdle(8); // 设置最大等待时间config.setMaxWaitMillis(1000 * 100); // 在borrow一个jedis实例时,是否需要验证,若为true,则所有jedis实例均是可用的config.setTestOnBorrow(true); jedisPool = new JedisPool(config, "192.168.3.27", 6379, 3000); }/*** 加锁* @param lockName锁的key* @param acquireTimeout 获取锁的超时时间* @param timeout锁的超时时间* @return 锁标识* Redis Setnx(SET if Not eXists) 命令在指定的 key 不存在时,为 key 设置指定的值。* 设置成功,返回 1 。 设置失败,返回 0 。*/public String lockWithTimeout(String lockName, long acquireTimeout, long timeout) {Jedis jedis = null; String retIdentifier = null; try {// 获取连接jedis = jedisPool.getResource(); // value值->随机生成一个StringString identifier = UUID.randomUUID().toString(); // key值->即锁名String lockKey = "lock:" + lockName; // 超时时间->上锁后超过此时间则自动释放锁 毫秒转成->秒int lockExpire = (int) (timeout / 1000); // 获取锁的超时时间->超过这个时间则放弃获取锁long end = System.currentTimeMillis() + acquireTimeout; while (System.currentTimeMillis() < end) { //在获取锁时间内if (jedis.setnx(lockKey, identifier) == 1) {//关键:设置锁jedis.expire(lockKey, lockExpire); // 返回value值,用于释放锁时间确认retIdentifier = identifier; return retIdentifier; }// ttl以秒为单位返回 key 的剩余过期时间,返回-1代表key没有设置超时时间,为key设置一个超时时间if (jedis.ttl(lockKey) == -1) {jedis.expire(lockKey, lockExpire); }try {Thread.sleep(10); } catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt(); }}} catch (JedisException e) {e.printStackTrace(); } finally {if (jedis != null) {jedis.close(); }}return retIdentifier; }/*** 释放锁* @param lockName锁的key* @param identifier 释放锁的标识* @return*/public boolean releaseLock(String lockName, String identifier) {Jedis jedis = null; String lockKey = "lock:" + lockName; boolean retFlag = false; try {jedis = jedisPool.getResource(); while (true) {// 监视lock,准备开始redis事务jedis.watch(lockKey); // 通过前面返回的value值判断是不是该锁,若是该锁,则删除,释放锁if (identifier.equals(jedis.get(lockKey))) {Transaction transaction = jedis.multi(); //开启redis事务transaction.del(lockKey); List results = transaction.exec(); //提交redis事务if (results == null) {//提交失败continue; //继续循环}retFlag = true; //提交成功}jedis.unwatch(); //解除监控break; }} catch (JedisException e) {e.printStackTrace(); } finally {if (jedis != null) {jedis.close(); }}return retFlag; }}
为了验证它,我们创建SkillService.java业务类
import lombok.extern.slf4j.Slf4j; @Slf4jpublic class SkillService {final DistributedLock lock = new DistributedLock(); public static final String LOCK_KEY = "lock_resource"; int n = 500; /*** 线程业务方法*/public void seckill() {// 返回锁的value值,供释放锁时候进行判断String identifier = lock.lockWithTimeout(LOCK_KEY, 5000, 1000); log.info("线程:"+Thread.currentThread().getName() + "获得了锁"); log.info("剩余数量:{}",--n); lock.releaseLock(LOCK_KEY, identifier); }}

如果找不到@Slf4j日志,在pom.xml文件加入下面的代码:
org.projectlomboklombok

编辑一个测试类TestLock.java
/** * @author swadian * @date 2022/3/4 * @Version 1.0 */public class TestLock {public static void main(String[] args) {SkillService service = new SkillService(); for (int i = 10; i < 60; i++) { //开50个线程SkillThread skillThread = new SkillThread(service, "skillThread->" + i); skillThread.start(); }}}class SkillThread extends Thread {private SkillService skillService; public SkillThread(SkillService skillService, String skillThreadName) {super(skillThreadName); this.skillService = skillService; }@Overridepublic void run() {skillService.seckill(); }}

测试结果显示,加锁后剩余数量全部是顺序串行的,499,498,497...
redis分布式锁的实现原理详解
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我们修改SkillService.java业务类,注释掉加锁逻辑
@Slf4jpublic class SkillService {final DistributedLock lock = new DistributedLock(); public static final String LOCK_KEY = "lock_resource"; int n = 500; /*** 线程业务方法*/public void seckill() {// 返回锁的value值,供释放锁时候进行判断//String identifier = lock.lockWithTimeout(LOCK_KEY, 5000, 1000); log.info("线程:"+Thread.currentThread().getName() + "获得了锁"); log.info("剩余数量:{}",--n); //lock.releaseLock(LOCK_KEY, identifier); }}

重新执行测试,注释掉加锁逻辑后,剩余数量全部是乱序的,472,454,452...
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总结 【redis分布式锁的实现原理详解】本篇文章就到这里了,希望能够给你带来帮助,也希望您能够多多关注脚本之家的更多内容!

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