分布式锁实现与优化：从单机锁到RedLock-优快云博客

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1、不使用分布式锁

synchronized (this){
      int stock = Integer.parseInt(Objects.requireNonNull(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock")));
      if (stock > 0) {
          int realStock = stock - 1;
          // 更新库存
          stringRedisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock + "");
          // 此处执行业务代码
          System.out.println("扣减成功，剩余库存：" + realStock);
      } else {
          System.out.println("扣减失败，库存不足");
      }
      // 扣减库存操作执行完，删除这个键
      stringRedisTemplate.delete(goodsId);
      return new ResponseResult<>("执行成功", 200);
}

缺陷：
集群环境下并不能解决商品超卖BUG。真正的工作中，线上是一个集群环境（分布式环境），nginx会将请求分发到不同的后端服务上，但是因为synchronized锁是JVM进程级别的锁，也就是说是一个单机锁，并不能跨服务控制线程并发。

2、入门版分布式锁

在这里插入图片描述

@Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @GetMapping("/deduct_stock/{goodsId}")
    @ApiOperation("秒杀减库存场景")
    public ResponseResult<?> deductStock(@PathVariable(name = "商品id") String goodsId) {
        // 将商品id作为键，存到redis。每一个线程执行减库存方法时，如果存成功，则执行扣减库存的代码，存失败说明前面有线程正在执行，需等待。
        // setIfAbsent(key,value);如果key不存在，则创建这个key，否则什么也不做
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(goodsId, "分布式锁");

        if (Boolean.TRUE.equals(flag)) {
            int stock = Integer.parseInt(Objects.requireNonNull(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock")));
            if (stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 更新库存
                stringRedisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock + "");
                System.out.println("扣减成功，剩余库存：" + realStock);
            } else {
                System.out.println("扣减失败，库存不足");
            }
            // 扣减库存操作执行完，删除这个键
            stringRedisTemplate.delete(goodsId);
            return new ResponseResult<>("执行成功", 200);
        } else {
            return new ResponseResult<>("当前商品抢购繁忙，请稍后再试", 210);
        }
    }

缺陷：

在删除锁之前，如果业务代码有异常，则锁无法删除，死锁！
如果请求执行到一半宕机了，锁无法删除，死锁！

2.1、优化

业务代码通过try-catch-finally代码块包裹一下，删除锁的操作放在finally里。
给锁设个过期时间。

@Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @GetMapping("/deduct_stock/{goodsId}")
    @ApiOperation("秒杀减库存场景")
    public ResponseResult<?> deductStock(@PathVariable(name = "商品id") String goodsId) {
        // 将商品id作为键，存到redis。每一个线程执行减库存方法时，如果存成功，则执行扣减库存的代码，存失败说明前面有线程正在执行，需等待。
        // setIfAbsent(key,value);如果key不存在，则创建这个key，否则什么也不做
        // 设置锁过期时间为10s
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(goodsId, "分布式锁", 10, TimeUnit.SECONDS);
        if (Boolean.FALSE.equals(flag)) {
            return new ResponseResult<>("当前商品抢购繁忙，请稍后再试", 210);
        }
        try {
            int stock = Integer.parseInt(Objects.requireNonNull(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock")));
            if (stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 更新库存
                stringRedisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock + "");
                System.out.println("扣减成功，剩余库存：" + realStock);
            } else {
                System.out.println("扣减失败，库存不足");
            }
        } catch (Exception e) {

        } finally {
            // 扣减库存操作不管成功与否，都删除这个键
            stringRedisTemplate.delete(goodsId);
        }
        return new ResponseResult<>("执行成功", 200);
    }

但还是有缺陷：
上述操作虽然避免了死锁问题，但不能解决误删锁的问题。因为业务代码的执行时间是不可控的，假设给锁设置过期时间为10s，而业务代码执行完需要15s，就会导致第一个请求还没执行完，锁就已经删掉了。这时第二个请求会创建锁，恰巧执行到一半时第一个请求执行完，删了第二个请求加的锁。这种极端情况下，有锁和没锁一样，很容易造成库存的脏读，导致超卖BUG。

2.2、再优化

每一次请求都生成一个uuid作为锁的值，删除锁时先判断这个锁是否属于当前线程，如果是则删除这个锁

    @GetMapping("/deduct_stock/{goodsId}")
    @ApiOperation("秒杀减库存场景")
    public ResponseResult<?> deductStock(@PathVariable String goodsId) {
        String clientId = IdUtil.randomUUID();
        // 将商品id作为键，存到redis。每一个线程执行减库存方法时，如果存成功，则执行扣减库存的代码，存失败说明前面有线程正在执行，需等待。
        // setIfAbsent(key,value);如果key不存在，则创建这个key，否则什么也不做
        // 设置锁过期时间为10s
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(goodsId, clientId, 10, TimeUnit.SECONDS);
        if (Boolean.FALSE.equals(flag)) {
            return new ResponseResult<>("当前商品抢购繁忙，请稍后再试", 210);
        }
        try {
            int stock = Integer.parseInt(Objects.requireNonNull(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock")));
            if (stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 更新库存
                stringRedisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock + "");
                System.out.println("扣减成功，剩余库存：" + realStock);
            } else {
                System.out.println("扣减失败，库存不足");
            }
        } catch (Exception e) {

        } finally {
            // 扣减库存操作不管成功与否，只要这个锁属于当前线程，都要删除这个锁
            String lockValue = stringRedisTemplate.opsForValue().get(goodsId);
            if (clientId.equalsIgnoreCase(lockValue)) {
                stringRedisTemplate.delete(goodsId);
                log.info("删除锁。。。");
            }
        }
        return new ResponseResult<>("执行成功", 200);
    }

还有BUG：
在这里插入图片描述
解决方案：
锁续命方案，每一次请求开一个分线程执行定时任务，定时查询锁有没有过期，如果没过期则延长过期时间到10s。

3、Redisson实现分布式锁

@GetMapping("/deduct_stock_redisson/{goodsId}")
    @ApiOperation("redisson实现分布式锁")
    public ResponseResult<?> deductStockByRedisson(@PathVariable String goodsId) {
        // 获取锁对象
        RLock redissonLock = redisson.getLock(goodsId);
        // 加锁
        redissonLock.lock();
        try {
            int stock = Integer.parseInt(Objects.requireNonNull(stringRedisTemplate.opsForValue().get("stock")));
            if (stock > 0) {
                int realStock = stock - 1;
                // 更新库存
                stringRedisTemplate.opsForValue().set("stock", realStock + "");
                System.out.println("扣减成功，剩余库存：" + realStock);
            } else {
                System.out.println("扣减失败，库存不足");
            }
        } catch (Exception e) {

        } finally {
            // 释放锁
            redissonLock.unlock();
        }
        return new ResponseResult<>("执行成功", 200);
    }

原理：
在这里插入图片描述
分布式锁是串行化操作，与并发编程的并行执行相违背，但可以采取一些方法优化性能。

锁的范围粒度越小越好。可以不在锁代码块里的尽量挪出去。
线程安全的明发map。分段锁

Redisson实现分布式锁并非绝对安全：
因为redis的主从复制功能，线程1需要先向master节点上加锁，master节点加锁成功后会将加锁命令同步到各个slave节点。假设master节点向slave节点同步的时候突然挂了，这时候slave节点并没有加锁成功，那么线程2就会在slave节点上加锁，依旧会出现超卖情况。

4、redLock

在这里插入图片描述

实现原理：
RedLock的实现原理就是使用Redis实现分布式锁，通过搭建多个独立的没有主从关系的redis，每次加锁都要往所有redis上加锁，超过一半（也有说所有）节点加锁成功才算加锁成功。同时每一个独立redis都不要进行主从复制，以免出现主节点宕机造成锁丢失。锁记得加上过期时间避免死锁。redis的持久化也必须要选择always，即每执行一次命令，进行一次持久化。