spring-data-redis实现分布式锁

本文介绍了如何使用Spring Data Redis实现分布式锁,通过SETNX设置KV并设置超时时间,以及设置kv(v为系统当前时间+超时时间)和GETSET的方法。讨论了两种方式的优缺点,强调了在实际应用中要考虑锁的超时时间、系统时间同步以及可能的死锁问题。

Redis由于数据存储在内存(随机访问内存要比硬盘快100万倍),下面是Google 工程师Jeff Dean在分布式系统PPT中给出的各种访问速度参考值:

访问方式 耗时
L1 cache reference 读取CPU的一级缓存 ~0.5 ns
L2 cache reference 读取CPU的二级缓存 ~7ns
Mutex lock/unlock 互斥锁\解锁 ~100 ns
Main memory reference 读取内存数据 ~100 ns
Compress 1K bytes with Zippy 1k字节压缩 ~10,000 ns
Send 2K bytes over 1 Gbps network 在1Gbps的网络上发送2k字节 ~20,000 ns
Read 1 MB sequentially from memory 从内存顺序读取1MB ~250,000 ns
Round trip within same datacenter 从一个数据中心往返一次,ping一下 ~500,000 ns
Disk seek 磁盘搜索 ~10,000,000 ns
Read 1 MB sequentially from network 从网络上顺序读取1兆的数据 ~10,000,000 ns
Read 1 MB sequentially from disk 从磁盘里面读出1MB ~30,000,000 ns
Send packet CA->Netherlands->CA 一个包的一次远程访问 ~150,000,000 ns

由于基于内存随机访问效率极高,所以Redis设计为单线程操作,确保了线程安全。由于其线程安全,访问效率极高,但内存的存储空间较小,在实际项目应用中通常用来实现分布式锁和缓存。

下面我们看一下如何利用spring-data-redis提供的接口实现redis分布式锁。

一、SETNX设置KV并设置超时时间实现分布式锁

从spring-data-redis源码中可以看到setIfAbsent底层就是调用了Redis的SETNX命令,setIfAbsent方法的源码如下:

public Boolean setIfAbsent(K key, V value) {
   
   
	final byte[] rawKey = rawKey(key);
	final byte[] rawValue = rawValue(value);

	return execute(new RedisCallback<Boolean>() {
   
   
		public Boolean doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
   <
以下是使用Spring Redis实现Redis分布式锁的例子: 首先,在pom.xml文件中添加以下依赖: ```xml <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId> </dependency> <dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId> </dependency> ``` 然后,创建一个Redis分布式锁的接口: ```java public interface RedisLock { /** * 获取锁 * * @param key 锁的key * @param expireTime 锁的过期时间 * @return 是否获取成功 */ boolean lock(String key, long expireTime); /** * 释放锁 * * @param key 锁的key */ void unlock(String key); } ``` 接着,实现Redis分布式锁的接口: ```java @Component public class RedisLockImpl implements RedisLock { private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate; private final ThreadLocal<Map<String, Integer>> lockers = new ThreadLocal<>(); @Autowired public RedisLockImpl(RedisTemplate<String, String> redisTemplate) { this.redisTemplate = redisTemplate; } @Override public boolean lock(String key, long expireTime) { Map<String, Integer> localLockers = getLocalLockers(); Integer count = localLockers.get(key); if (count != null) { localLockers.put(key, count + 1); return true; } Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, ""); if (!result) { return false; } redisTemplate.expire(key, expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS); localLockers.put(key, 1); return true; } @Override public void unlock(String key) { Map<String, Integer> localLockers = getLocalLockers(); Integer count = localLockers.get(key); if (count == null) { return; } if (count > 1) { localLockers.put(key, count - 1); } else { localLockers.remove(key); redisTemplate.delete(key); } } private Map<String, Integer> getLocalLockers() { Map<String, Integer> localLockers = lockers.get(); if (localLockers != null) { return localLockers; } lockers.set(new HashMap<>()); return lockers.get(); } } ``` 最后,在需要使用分布式锁的地方,注入RedisLock接口,使用lock()方法获取锁,使用unlock()方法释放锁: ```java @Service public class UserService { private final RedisLock redisLock; @Autowired public UserService(RedisLock redisLock) { this.redisLock = redisLock; } public void updateUser(String userId) { String lockKey = "user_" + userId; boolean locked = redisLock.lock(lockKey, 5000); if (!locked) { throw new RuntimeException("获取锁失败"); } try { // 更新用户信息 } finally { redisLock.unlock(lockKey); } } } ```
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