探讨Redis分布式锁解决优惠券拼抢问题

一、什么是分布式锁

分布式锁是控制不同系统之间访问共享资源的一种锁实现，如果不同的系统或同一个系统的不同主机之间共享了某个资源时，往往需要互斥来防止彼此干扰来确保数据一致性。

二、为什么需要分布式锁

在单机部署的系统中，一般采用线程锁来解决高并发的问题，多线程访问共享变量的问题达到数据一致性，可以使用synchornized、ReentrantLock等。但是对于分布式集群部署的系统架构，程序在不同的JVM虚拟机中运行，且因为synchronized或ReentrantLock都只能保证同一个JVM进程中保证有效，所以这时就需要使用分布式锁了。

三、分布式锁的实现方式

• 基于MySQL数据库实现分布式锁
• 基于Redis实现分布式锁（Redission）
• 基于Zookeeper实现分布式锁
• 自研分布式锁：比如谷歌的Chubby

目前主流的分布式锁的实现方式：基于数据库的分布式锁、基于Redis实现的分布式锁、基于zookeeper实现分布式锁 三种，本文主要介绍采用Redis的方式实现分布式锁。

四、分布式锁的应用实例

以优惠券拼抢的场景为🌰说明，一般的话在818或者其他购物节到来之前，系统都会预先发放对应的优惠券，假设在某一天，系统放发乐一个满减优惠券couponTicket，发放数量为50:，通过伪代码的方式模拟一下多线程抢券的场景：

4.1 单机模式解决并发问题

/**
 * 营销优惠券
 *
 * @author: jacklin
 * @date: 2022/8/17 14:58
 */
@Slf4j
@RestController
public class MarketCouponController {

    @Resource
    private Redisson redisson;
    @Resource
    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    @RequestMapping("/deductCouponTicket")
    public String deductCouponTicket(String couponCode) {
        String lockKey = "coupon:ticket" + couponCode;
        int couponTicketCount = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get(lockKey));
        if (couponTicketCount > 0) {
            int realCouponTicketCount = couponTicketCount - 1;
            log.info("用户抢券成功，扣减优惠券数量，剩余量：" + realCouponTicketCount);
            redisTemplate.opsForValue().set(lockKey, realCouponTicketCount + "");
        } else {
            log.error("用户抢券失败，优惠券已被抢光！");
        }
        return "end";
    }
}
复制代码

🤔代码思考分析：不难发现，以上的代码很明显存在一个问题，如果在同一时间两个线程thread1、thread2同时请求进来，通过redisTemplate.opsForValue().get(lockKey)拿到优惠券剩余量都是50，当执行完成后thread1和thread2又将减完后的库存couponTicket=49重新写入Redis，那么数据就会产生问题，实际上两个线程都抢券成功，实现应该各减去了一张券码数，然而实际写进就只减了一次券码数，就出现了数据不一致的现象。

上述的问题产生的原因主要就是从Redis拿数去到扣减优惠券数量不是原子性操作，在以往的单体项目中，解决这种问题可以采用synchronized同步锁的方式去实现：

@Slf4j
@RestController
public class MarketCouponController {

    @Resource
    private Redisson redisson;
    @Resource
    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    @RequestMapping("/deductCouponTicket")
    public String deductCouponTicket(String couponCode) {
        String lockKey = "coupon:ticket" + couponCode;
        synchronized (this) {
            int couponTicketCount = Integer.parseInt(redisTemplate.opsForValue().get(lockKey));
            if (couponTicketCount > 0) {
                int realCouponTicketCount = couponTicketCount - 1;
                log.info("用户抢券成功，扣减优惠券数量，剩余量：" + realCouponTicketCount);
                redisTemplate.opsForValue().set(lockKey, realCouponTicketCount + "");
            } else {
                log.error("用户抢券失败，优惠券已被抢光！");
            }
        }
        return "end";
    }
}
复制代码

🤔代码思考分析：当多线程并发访问的时候，执行到synchronized(this)位置的时候，只会有一个线程获得锁，进入synchronized代码块中执行业务逻辑，当该线程执行完成之后才会释放锁，等下一个线程进来又会重新上锁执行该段代码，简单来说，通过synchronized锁机制实现多线程排队执行代码块的代码，从而保证了线程的安全。