【Redis】分布式锁

Redis实现分布式锁

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1 Redis实现

1.1 环境

<!--依赖-->
<!-- redis（lettuce）-->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency><

# application.yaml
spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1 # redis地址
    port: 6379 # redis端口

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1.2 代码

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

@RequestMapping("/test")
public void test() {
    // 循环通过setnx获取锁，获取失败，沉睡两秒
    // 锁设置过期时间，避免程序停掉，未删除锁，造成死锁
    String uuid = UUID.randomUUID().toString();
    while (!redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", uuid, 30, TimeUnit.SECONDS)) {
        try {
            Thread.sleep(2000);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    // 获取锁成功，执行业务，业务执行完后删除锁
    try {
        System.out.println(Thread.currentThread() + " -- 获取锁成功，执行业务...");
        Thread.sleep(5000);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        // 利用lua脚本，保证原子性删除（uuid相同才删除lock，避免业务超时lock过期，删除了新进程产生的lock）
        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";
        redisTemplate.execute(new DefaultRedisScript(script, Long.class), Arrays.asList("lock"), uuid);
        System.out.println(Thread.currentThread() + " -- 释放锁");
    }
}

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2 Redisson实现

• Redisson是redis官方用来推荐来实现分布式锁的工具，除了常规锁，redisson还实现多种功能的锁，实用性强
• 官方文档：https://github.com/redisson/redisson/wiki/8.-分布式锁和同步器

<!-- 依赖 -->
<!-- springboot redisson整合 -->
<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>3.17.5</version>
</dependency>

# application.yaml
spring:
  redis:
    redisson:
      config: | # 具体参数查询org.redisson.config.SingleServerConfig类
        singleServerConfig:
          address: "redis://127.0.0.1:6379"
          database: 0

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2.1 可重入锁

public void redissonLock() {
    // 创建锁
    RLock lock = redissonClient.getLock("lock");
    // 获取锁（阻塞，只有获取成功才会向下执行）
    lock.lock();
    try {
        // 执行业务
        System.out.println(Thread.currentThread()  + " -- 获取锁");
        Thread.sleep(10000);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        // 释放锁
        System.out.println(Thread.currentThread() + " -- 释放锁");
        lock.unlock();
    }
}

• 补充：
  • 不手动设置key过期时间，会默认设置30s，且内部有看门狗(watch dog)机制，会对业务进行自动续期
  • 手动设置过期时间，看门狗功能不会生效，不会自动续期
  • 支持非阻塞获取锁，方法为lock.tryLock()

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2.2 读写锁

• 读写锁：一旦写锁获取时，禁止获取读锁。写锁释放时，读锁才能获取；
• 读写锁主要保证读取的数据永远是最新的；
• 写锁是互斥锁（获取锁后，读锁无法获取）；读锁是共享锁（读锁获取时相当于无锁，所有请求都可以同时获取锁）；

@Autowired
private RedissonClient redissonClient;

@GetMapping("/write")
public void writeLock() {
    RLock wlock = redissonClient.getReadWriteLock("rwlock").writeLock();
    // 获取写锁
    wlock.lock();
    try {
        System.out.println(Thread.currentThread() + " -- 获取写锁");
        Thread.sleep(10000);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println(Thread.currentThread() + " -- 释放写锁");
        wlock.unlock();
    }
}

@GetMapping("/read")
public void readLock() {
    RLock rlock = redissonClient.getReadWriteLock("rwlock").readLock();
    // 获取读锁
    rlock.lock();
    try {
        System.out.println(Thread.currentThread() + " -- 获取读锁");
        Thread.sleep(5000);
    } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    } finally {
        System.out.println(Thread.currentThread() + " -- 释放读锁");
        rlock.unlock();
    }
}

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2.3 信号量

• 信号量：预先设置空间大小，每获取一次信号，可使用空间减少，直到信号量为0时。禁止获取空间，阻塞处理。直到有空间释放时，才能进行下一步处理。
• 信号量可以应用在停车场车位，限流等场景

@Autowired
private RedisTemplate redisTemplate;

@Autowired
private RedissonClient redissonClient;

@GetMapping("/acquire")
public void acquire() {
    // 设置可使用信号量
    redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("semaphore", 3);
    RSemaphore semaphore = redissonClient.getSemaphore("semaphore");
    try {
        // 获取信号量，阻塞获取（需要非阻塞，使用tryAcquire）
        semaphore.acquire();  
    } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

@GetMapping("/release")
public void release() {
    RSemaphore semaphore = redissonClient.getSemaphore("semaphore");
    // 释放信号量
    semaphore.release();
}

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