Redis字符串数据类型之INCR命令，通常用于统计网站访问量，文章访问量，实现分布式锁

前言

Redis的INCR命令用于将键的值增加1。如果键不存在，则会先将键的值设置为0，然后再执行INCR操作。INCR命令的作用是对计数器进行自增操作，可以用于实现多种场景，比如统计网站访问量、文章访问量、分布式锁等。

一、Redis字符串数据类型之INCR命令

1.INCR 命令介绍

（1）用法：INCR key
（2）作用：将 key 中储存的数字值增一。
（3）返回值：执行 INCR 命令之后 key 的值。
（4）示例

redis> SET PageViewNum 20
OK

redis> INCR PageViewNum
(integer) 21

redis> GET PageViewNum # 数字值在 Redis 中以字符串的形式保存
"21"

2.INCR 命令在Java中的实战运用

private static final long BEGIN_TIMESTAMP = 1701360000; // 开始时间戳：1701360000 -> 2023-12-01 12:00:00
    private static final int COUNT_BITS = 32;

    @Override
    public <T> T redisIncrTest() {
        HashMap<String, Object> responseObj = new HashMap<>();
        responseObj.put("code", 200);
        responseObj.put("success", true);

        LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
        long currentTimestamp = now.toEpochSecond(ZoneOffset.UTC); // 当前时间戳：1702882165
        System.out.println("redisIncrTest :: currentTimestamp -> " + currentTimestamp);

        long dValue = currentTimestamp - BEGIN_TIMESTAMP; // 增长的差值：1551885
        System.out.println("redisIncrTest :: dValue -> " + dValue);

        String date = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern("yyyyMMdd")); // 年月日：20231218
        System.out.println("redisIncrTest :: date -> " + date);

        String REDIS_ICR_KEY = "REDIS-INCR" + ":" + date; // REDIS-INCR:20231218
        long count = stringRedisTemplate.opsForValue().increment(REDIS_ICR_KEY); // INCR REDIS-INCR:20231218
        System.out.println("redisIncrTest :: count -> " + count); // 1

        String countStr = stringRedisTemplate.opsForValue().get(REDIS_ICR_KEY);
        System.out.println("redisIncrTest :: countStr -> " + countStr); // 1

        // 说明：
        // （1）|：或，当两个位都为0时，结果才为0，两边都会计算
        // （2）<<：左移，各二进位左移若干位，高位丢弃，低位补零
        // （3）左移一位相当于乘以2，左移32位相当于将某个数乘以2的32次方
        long rs = dValue << COUNT_BITS | count;
        System.out.println(rs);
        System.out.println(dValue << 32);

        responseObj.put("data", rs);
        return (T) responseObj;
    }

二、基于INCR命令实现的分布式锁思路

INCR命令还可以用于实现分布式锁，利用Redis的单线程特性，将INCR命令作为加锁的操作，同时利用Redis的原子性保证加锁的可靠性。

1.实现步骤

（1）使用`stringRedisTemplate.opsForValue().increment(key)`方法对指定的key进行自增操作，如果key不存在，则会自动创建并将其值设置为1。
（2）判断自增后的返回值是否为1，如果为1，则说明当前线程获得了锁，否则说明锁已经被其他线程占用，需要等待。
（3）在使用完锁后，使用`stringRedisTemplate.delete(key)`方法将锁释放，即将key从Redis中删除。

2.示例代码

private static final String REDIS_DISTRIBUTED_LOCK = "Redis-Distributed-Lock"; // 分布式锁名

/**
 * 获取锁
 */
private Long acquireLock(String lockName) {
    Long rs = stringRedisTemplate.opsForValue().increment(lockName);
    System.out.println("acquireLock :: rs -> " + rs);
    return rs;
}

/**
 * 释放锁
 */
private void releaseLock(String lockName) {
    Boolean flag = stringRedisTemplate.delete(lockName);
    System.out.println("releaseLock :: flag -> " + flag);
}

/**
 * 使用锁
 */
private void useLock(String lockName) {
    Long rs = acquireLock(lockName);
    if (rs == 1) {
        try {
            System.out.println("嘿嘿，拿到锁啦！");
            Thread.sleep(1000);
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            releaseLock(lockName);
        }
    }
}

/**
 * 测试锁
 */
@Override
public <T> T distributedLockTest() {
    useLock(REDIS_DISTRIBUTED_LOCK);
    return (T) "OK";
}

3.心得

感觉使用INCR命令实现的互斥锁没有SETNX命令实现的优雅，以下为基于SETNX命令实现的分布式锁示例。

private static final String REDIS_DISTRIBUTED_LOCK = "Redis-Distributed-Lock"; // 分布式锁名

/**
 * 获取锁
 */
private boolean tryLock(String lockKey) {
    // SETNX Redis-Distributed-Lock 1 # 在指定的key不存在时，为key设置指定的值，若设置成功则返回1，若设置失败则返回0
    // EXPIRE Redis-Distributed-Lock 10
    Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
    // 注意不能直接返回，直接返回存在拆箱操作，可能会有空指针
    return BooleanUtil.isTrue(flag);
}

/**
 * 释放锁
 */
private void unLock(String lockKey) {
    stringRedisTemplate.delete(lockKey);
}

/**
 * 测试锁
 */
@Override
public <T> T distributedLockTest() {
    boolean isLock = tryLock(REDIS_DISTRIBUTED_LOCK);
    if (isLock) {
        try {
            System.out.println("嘿嘿，拿到锁啦！");
        } catch (Exception e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            unLock(REDIS_DISTRIBUTED_LOCK);
        }
    }
    return (T) "OK";
}

这里有个问题。假如线程一获得锁之后，因为某种情况进入了阻塞状态，那么当锁过期以后，线程二就拿到锁，执行到一半，线程一开始唤醒执行，而此时线程二持有的锁就会被线程一释放掉，其它线程也如此反复，那咋整？

解决办法就是在获取锁时存入线程标志，在释放锁时先判断锁中的线程标志，判断是否与当前线程标志一致，若一致则释放锁，否则不释放。

/**
 * 获取锁
 */
private boolean tryLock(String lockKey) {
    // SETNX Redis-Distributed-Lock 1 # 在指定的key不存在时，为key设置指定的值，若设置成功则返回1，若设置失败则返回0
    // EXPIRE Redis-Distributed-Lock 10
    String val = "LOCK-" + Thread.currentThread().getName();
    Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, val, 10, TimeUnit.SECONDS);
    // 注意不能直接返回，直接返回存在拆箱操作，可能会有空指针
    return BooleanUtil.isTrue(flag);
}

/**
 * 释放锁
 */
private void unLock(String lockKey) {
    String threadLockName = "LOCK-" + Thread.currentThread().getName();
    String val = stringRedisTemplate.opsForValue().get(lockKey);
    // 只有同一个线程才能主动释放锁
    if (threadLockName.equals(val)) {
        stringRedisTemplate.delete(lockKey);
    }
}