Redis分佈式鎖

時間 2019-11-13

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畢業後一直作.Net工做，我喜歡C#更優美簡潔的語法（雖然有些關鍵字或者類的命名有點隱晦）。固然Java也不能丟掉，Java的不少開源技術更能讓我拓展視野，在分佈式方面也更容易上手。空餘時間正在將本身的一個我的項目用java重寫，設計爲一個分佈式的項目，其中有減庫存的操做。要作到全局同步，分佈式鎖正好用於解決此問題，在分佈式環境下，多線程共享臨界資源的場景下，分佈式鎖是一種很是重要的組件。Redis的單線程，setnx命令也是得天獨厚。java

我定義了一個接口，但願在未來作Redisson RedLock算法實現和ZK的分佈式鎖實現。下面lock是阻塞鎖，實現應包含重試機制，trylock是非阻塞鎖。redis

 1 public interface DistributedLocker {
 2 
 3     boolean lock(String key) throws InterruptedException;
 4 
 5     boolean lock(String key,int expireSecond,int waitSecond) throws InterruptedException;
 6 
 7     boolean tryLock(String key);
 8 
 9     boolean tryLock(String key,int expireSecond);
10 
11     boolean releaseLock(String key);
12 }

 1 public class RedisLocker implements DistributedLocker {
 2 
 3     private static ThreadLocal<String> threadLocal = new ThreadLocal<>();
 4     private JedisClient jedisClient;
 5 
 6     public void setClient(JedisClient client) {
 7         this.jedisClient = client;
 8     }
 9 
10     private final int defaultExpireSeconds = 5;
11 
12     private final int defaultWaitSeconds = 100;
13 
14     @Override
15     public boolean lock(String key) throws InterruptedException {
16 
17         return lock(key, defaultExpireSeconds, defaultWaitSeconds);
18     }
19 
20     @Override
21     public boolean lock(String key, int expireSecond, int waitSecond) throws InterruptedException {
22         int maxDelayMillis = waitSecond * 1000;
23         boolean isLockSucceed=false;
24         while (maxDelayMillis>0){
25             int delayTime = (int) (Math.random() * 20);
26             maxDelayMillis-=delayTime;
27             Thread.sleep(delayTime);
28             System.out.println("wait "+delayTime);
29             long startTime = System.currentTimeMillis();
30             isLockSucceed= tryLock(key,expireSecond);
31             long endTime = System.currentTimeMillis();
32             System.out.println("network"+(endTime-startTime));
33             maxDelayMillis=maxDelayMillis-delayTime-(int)(endTime-startTime);
34             System.out.println("剩餘"+maxDelayMillis);
35             if (isLockSucceed){
36                 System.out.println("lock ok 剩餘"+maxDelayMillis);
37                 break;
38             }
39         }
40 
41         return isLockSucceed;
42     }
43 
44     @Override
45     public boolean tryLock(String key) {
46         return tryLock(key, defaultExpireSeconds);
47     }
48 
49     @Override
50     public boolean tryLock(String key, int expireSeconds) {
51 
52         String lockToken = threadLocal.get();
53         if (StringUtils.isBlank(lockToken)) {
54             System.out.println("token爲空" + lockToken);
55             lockToken = UUID.randomUUID().toString();
56             threadLocal.set(lockToken);
57         }
58 
59         boolean isLockSucceed = jedisClient.setNX(key, lockToken);
60         if (isLockSucceed) {    //若是加鎖成功
61             jedisClient.expire(key, expireSeconds);
62         } else {//若是加鎖失敗  判斷是否應該重入
63             String tokenFromRedis = jedisClient.get(key);
64             System.out.println("tokenFromRedis：" + tokenFromRedis);
65             if (lockToken.equals(tokenFromRedis)) {
66                 isLockSucceed = true;//可重入
67                 System.out.println("重入成功");
68             }
69         }
70         System.out.println("獲取鎖結果" + isLockSucceed + " token爲" + lockToken);
71         return isLockSucceed;
72     }
73 
74     @Override
75     public boolean releaseLock(String key) {
76         return jedisClient.del(key);
77     }
78 }

可靠性分析：

1. key是必定要設置過時時間的，setnx原生命令不包含expire選項，須要使用key的命令。非原子操做遇到expire命令不成功也許是個災難。原生的命令好像支持直接帶expire 在jedis中不肯定是否是版本問題須要再確認。

2. 釋放鎖，也就是del key的時候，命令可能會執行失敗，致使其餘線程長期拿不到鎖。

3. 鎖丟失，爲了解決單點問題，可能引入主從加哨兵（master&&slave&&sentinel），或者集羣（redis cluster）。拿主歷來說，若是master setnx命令執行成功，在數據未同步給slave的瞬間， master掛掉，從升主。這時一個setnx的key，可能會被兩個線程set成功，也就是兩個線程都拿到了鎖。

4. 臨界時間，若是一個線程使用鎖後，準備del 鎖，這時key過時了，其餘線程當即建立key 持有鎖，如今del命令到達redis並刪除了剛建立的key，就很慘了。