Redis分布式锁

原创于 2024-10-16 19:26:10 发布 · 1k 阅读

10 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#redis #分布式 #数据库

场景：在电商网站中，当面临抢购、秒杀等活动时，由于并发量大，可能会引发库存超卖的问题。

为了避免这种情况，可以使用分布式锁来控制并发访问。

分布式锁：是一种多节点共享的同步机制，在同一时间只有一个节点能获的锁并执行关键操作。

在电商网站中，可以将每个商品的库存作为共享资源，使用分布式锁来控制并发访问。

分布式锁的目的是保证在分布式部署的应用集群中，多个服务在请求同一个方法或者同一个业务操作的情况下，对应业务逻辑只能被一台机器上的一个线程执行，避免出现并发问题。

分布式锁要满足的条件：

多进程互斥：同一时刻，只有一个进程可以获取锁
保证锁可以释放：任务结束或出现异常，锁一定要释放，避免死锁
阻塞锁（可选）：获取锁失败时可否重试
重入锁（可选）：获取所得代码递归调用时，依然可以获取锁

避免死锁的方式：

设置有效期

set key value [seconds | milliseconds] [XX|NX]

直接在设置键值时，就设置时长

比如：时长为什么设置30s,由于业务执行需29s,30s提供充裕时间后释放锁

实现分布式锁的方案：mysql redis zookeeper

分布式锁：

利用Redis的setnx命令，这个命令的特征是如果多次执行，只有第一次执行会成功，可以实现互斥的效果

获取锁：

互斥：确保只有一个线程获取锁
非阻塞设计，保证获取锁失败后，不在一直获取，尝试一次，成功返回true，失败返回false
SETNX lock thread1

释放锁：

手动释放
DEL key 释放锁，删除即可

问题一：如果获取所成功后服务宕机，那么永远不会释放锁怎么办？

超时释放：获取锁时添加一个超时时间（需要利用expire命令给锁设置一个有效期）

SETNX lock thread1 尝试获取锁
EXPIRE lock 10 设置有效期

 public String tryLock(String name, long expire) {
        name = name + "_lock";
        String token = UUID.randomUUID().toString();
        RedisConnectionFactory factory = stringRedisTemplate.getConnectionFactory();
        RedisConnection conn = factory.getConnection();
        try {

            //参考redis命令：
            //set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
            Boolean result = conn.set(
                    name.getBytes(),
                    token.getBytes(),
                    Expiration.from(expire, TimeUnit.MILLISECONDS),
                    RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT //NX
            );
            if (result != null && result)
                return token;
        } finally {
            RedisConnectionUtils.releaseConnection(conn, factory,false);
        }
        return null;
    }




    /**
     * 未来数据定时刷新
     */
    @Scheduled(cron = "0 */1 * * * ?")
    public void refresh() {
        String token = cacheService.tryLock("FUTRUE_TASK_SYNC", 1000 * 30);

        if(StringUtils.isNotBlank(token)){
            log.info("未来数据定时刷新---定时任务");

            //获取所有未来数据的集合key
            Set<String> futureKeys = cacheService.scan(ScheduleConstants.FUTURE + "*");
            for (String futureKey : futureKeys) {//future_100_50

                //获取当前数据的key  topic
                String topicKey = ScheduleConstants.TOPIC + futureKey.split(ScheduleConstants.FUTURE)[1];

                //按照key和分值查询符合条件的数据
                Set<String> tasks = cacheService.zRangeByScore(futureKey, 0, System.currentTimeMillis());

                //同步数据
                if (!tasks.isEmpty()) {
                    cacheService.refreshWithPipeline(futureKey, topicKey, tasks);
                    log.info("成功的将" + futureKey + "刷新到了" + topicKey);
                }
            }
        }



    }

问题2：如果expire之前服务宕机怎么办？

要保证sentx和expire命令的原子性，redis的set命令可以满足，需要添加nx和ex的选项：

NX:与sentx一致，第一次执行成功
EX:设置过期时间
set key value [EX time秒] [NX]
set lock thread1 EX 10 NX

补充：

set属于String类型添加

sset key value 创建时，

若key存在，表示修改；

若key不存在，表示添加

set key value [seconds | milliseconds] [XX|NX]（模式）或setnx key value [seconds | milliseconds]

若加NX 模式

具有特性：

互斥性：若key存在，会添加失败

若key不存在，添加成功

开始：流程开始。
尝试获取锁：尝试获取分布式锁。
判断结果：根据获取锁的结果进行判断。
获取锁失败：如果获取锁失败，有两种情况：
业务超时：表示业务操作耗时过长，可能导致锁失效。
服务宕机：表示服务器出现问题，可能导致锁无法正常释放。
自动释放锁：在业务超时或服务宕机的情况下，需要自动释放锁，以免影响后续操作。
执行业务：如果获取锁成功，执行业务逻辑。
释放锁：无论是正常执行完业务还是出现异常，都需要释放锁，以保持系统的稳定性。