详解如何在springcloud分布式系统中实现分布式锁

编辑: admin 分类: java 发布时间: 2021-12-03 来源:互联网

一、简介

一般来说，对数据进行加锁时，程序先通过acquire获取锁来对数据进行排他访问，然后对数据进行一些列的操作，最后需要释放锁。Redis 本身用 watch命令进行了加锁，这个锁是乐观锁。使用 watch命令对于频繁访问的键会引起性能的问题。

二、redis命令介绍

SETNX命令（SET if Not eXists）
当且仅当 key 不存在，将 key 的值设为 value ，并返回1；若给定的 key 已经存在，则 SETNX 不做任何动作，并返回0。

SETEX命令
设置超时时间

GET命令
返回 key 所关联的字符串值，如果 key 不存在那么返回特殊值 nil 。

DEL命令
删除给定的一个或多个 key ,不存在的 key 会被忽略。

三、实现思路

由于redis的setnx命令天生就适合用来实现锁的功能，这个命令只有在键不存在的情况下为键设置值。获取锁之后，其他程序再设置值就会失败，即获取不到锁。获取锁失败。只需不断的尝试获取锁，直到成功获取锁，或者到设置的超时时间为止。

另外为了防治死锁，即某个程序获取锁之后，程序出错，没有释放，其他程序无法获取锁，从而导致整个分布式系统无法获取锁而导致一系列问题，甚至导致系统无法正常运行。这时需要给锁设置一个超时时间，即setex命令，锁超时后，从而其它程序就可以获取锁了。

四、编码实现

本文采用springboot结合redis 取实现的，所以你需要装一个redis。

首先引入创建springboot工程，引入redis 。

<dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
   <scope>test</scope>
  </dependency>

  <!-- 开启web-->
  <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
  </dependency>
  
  <!-- redis-->
  <dependency>
   <groupId>org.springframework.boot</groupId>
   <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
  </dependency>

2.创建一个锁类

/**
 * 全局锁，包括锁的名称
 * Created by fangzhipeng on 2017/4/1.
 */
public class Lock {
    private String name;
    private String value;

    public Lock(String name, String value) {
        this.name = name;
        this.value = value;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public String getValue() {
        return value;
    }
}

3.创建分布式锁的具体方法,思路已经说清楚了，代码注释也写好了，就不讲解了。

import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

/**
 * Created by fangzhipeng on 2017/4/1.
 */
@Component
public class DistributedLockHandler {

    private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DistributedLockHandler.class);
    private final static long LOCK_EXPIRE = 30 * 1000L;//单个业务持有锁的时间30s，防止死锁
    private final static long LOCK_TRY_INTERVAL = 30L;//默认30ms尝试一次
    private final static long LOCK_TRY_TIMEOUT = 20 * 1000L;//默认尝试20s

    @Autowired
    private StringRedisTemplate template;

    /**
     * 尝试获取全局锁
     *
     * @param lock 锁的名称
     * @return true 获取成功，false获取失败
     */
    public boolean tryLock(Lock lock) {
        return getLock(lock, LOCK_TRY_TIMEOUT, LOCK_TRY_INTERVAL, LOCK_EXPIRE);
    }

    /**
     * 尝试获取全局锁
     *
     * @param lock    锁的名称
     * @param timeout 获取超时时间 单位ms
     * @return true 获取成功，false获取失败
     */
    public boolean tryLock(Lock lock, long timeout) {
        return getLock(lock, timeout, LOCK_TRY_INTERVAL, LOCK_EXPIRE);
    }

    /**
     * 尝试获取全局锁
     *
     * @param lock        锁的名称
     * @param timeout     获取锁的超时时间
     * @param tryInterval 多少毫秒尝试获取一次
     * @return true 获取成功，false获取失败
     */
    public boolean tryLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval) {
        return getLock(lock, timeout, tryInterval, LOCK_EXPIRE);
    }

    /**
     * 尝试获取全局锁
     *
     * @param lock           锁的名称
     * @param timeout        获取锁的超时时间
     * @param tryInterval    多少毫秒尝试获取一次
     * @param lockExpireTime 锁的过期
     * @return true 获取成功，false获取失败
     */
    public boolean tryLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval, long lockExpireTime) {
        return getLock(lock, timeout, tryInterval, lockExpireTime);
    }


    /**
     * 操作redis获取全局锁
     *
     * @param lock           锁的名称
     * @param timeout        获取的超时时间
     * @param tryInterval    多少ms尝试一次
     * @param lockExpireTime 获取成功后锁的过期时间
     * @return true 获取成功，false获取失败
     */
    public boolean getLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval, long lockExpireTime) {
        try {
            if (StringUtils.isEmpty(lock.getName()) || StringUtils.isEmpty(lock.getValue())) {
                return false;
            }
            long startTime = System.currentTimeMillis();
            do{
                if (!template.hasKey(lock.getName())) {
                    ValueOperations<String, String> ops = template.opsForValue();
                    ops.set(lock.getName(), lock.getValue(), lockExpireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
                    return true;
                } else {//存在锁
                    logger.debug("lock is exist!！！");
                }
                if (System.currentTimeMillis() - startTime > timeout) {//尝试超过了设定值之后直接跳出循环
                    return false;
                }
                Thread.sleep(tryInterval);
            }
            while (template.hasKey(lock.getName())) ;
        } catch (InterruptedException e) {
            logger.error(e.getMessage());
            return false;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 释放锁
     */
    public void releaseLock(Lock lock) {
        if (!StringUtils.isEmpty(lock.getName())) {
            template.delete(lock.getName());
        }
    }
}

4.用法：

@Autowired
DistributedLockHandler distributedLockHandler;
Lock lock=new Lock("lockk","sssssssss);
if(distributedLockHandler.tryLock(lock){
 doSomething();
 distributedLockHandler.releaseLock();
}

五、注意点

在使用全局锁时为了防止死锁采用 setex命令，这种命令需要根据具体的业务具体设置锁的超时时间。另外一个就是锁的粒度性。比如在redis实战中有个案列，为了实现买卖市场交易的功能，把整个交易市场都锁住了，导致了性能不足的情况，改进方案只对买卖的商品进行加锁而不是整个市场。

六、参考资料

Josiah.L 《reids in action》

基于Redis实现分布式锁

到此这篇关于详解如何在springcloud分布式系统中实现分布式锁的文章就介绍到这了,更多相关springcloud 分布式锁内容请搜索自由互联以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持自由互联！

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