springboot+redis分佈式鎖-模擬搶單

時間 2019-11-06

標籤 springboot+redis springboot redis 分佈式模擬欄目 Spring 简体版

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本篇內容主要講解的是redis分佈式鎖，這個在各大廠面試幾乎都是必備的，下面結合模擬搶單的場景來使用她；本篇不涉及到的redis環境搭建，快速搭建我的測試環境，這裏建議使用docker；本篇內容節點以下：java

jedis的nx生成鎖
如何刪除鎖
模擬搶單動做(10w我的開搶)

jedis的nx生成鎖

對於java中想操做redis，好的方式是使用jedis，首先pom中引入依賴：面試

1         <dependency>
2             <groupId>redis.clients</groupId>
3             <artifactId>jedis</artifactId>
4         </dependency>

對於分佈式鎖的生成一般須要注意以下幾個方面：redis

建立鎖的策略：redis的普通key通常都容許覆蓋，A用戶set某個key後，B在set相同的key時一樣能成功，若是是鎖場景，那就沒法知道究竟是哪一個用戶set成功的；這裏jedis的setnx方式爲咱們解決了這個問題，簡單原理是：當A用戶先set成功了，那B用戶set的時候就返回失敗，知足了某個時間點只容許一個用戶拿到鎖。
鎖過時時間：某個搶購場景時候，若是沒有過時的概念，當A用戶生成了鎖，可是後面的流程被阻塞了一直沒法釋放鎖，那其餘用戶此時獲取鎖就會一直失敗，沒法完成搶購的活動；固然正常狀況通常都不會阻塞，A用戶流程會正常釋放鎖；過時時間只是爲了更有保障。

下面來上段setnx操做的代碼：docker

 1     public boolean setnx(String key, String val) {
 2         Jedis jedis = null;
 3         try {
 4             jedis = jedisPool.getResource();
 5             if (jedis == null) {
 6                 return false;
 7             }
 8             return jedis.set(key, val, "NX", "PX", 1000 * 60).
 9                     equalsIgnoreCase("ok");
10         } catch (Exception ex) {
11         } finally {
12             if (jedis != null) {
13                 jedis.close();
14             }
15         }
16         return false;
17     }

這裏注意點在於jedis的set方法，其參數的說明如：api

NX：是否存在key，存在就不set成功
PX：key過時時間單位設置爲毫秒（EX：單位秒）

setnx若是失敗直接封裝返回false便可，下面咱們經過一個get方式的api來調用下這個setnx方法：併發

1     @GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
2     public boolean setnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
3         return jedisCom.setnx(key, val);
4     }

訪問以下測試url，正常來講第一次返回了true，第二次返回了false，因爲第二次請求的時候redis的key已存在，因此沒法set成功app

由上圖可以看到只有一次set成功，並key具備一個有效時間，此時已到達了分佈式鎖的條件。分佈式

如何刪除鎖

上面是建立鎖，一樣的具備有效時間，可是咱們不能徹底依賴這個有效時間，場景如：有效時間設置1分鐘，自己用戶A獲取鎖後，沒遇到什麼特殊狀況正常生成了搶購訂單後，此時其餘用戶應該能正常下單了纔對，可是因爲有個1分鐘後鎖才能自動釋放，那其餘用戶在這1分鐘沒法正常下單（由於鎖仍是A用戶的），所以咱們須要A用戶操做完後，主動去解鎖：測試

 1     public int delnx(String key, String val) {
 2         Jedis jedis = null;
 3         try {
 4             jedis = jedisPool.getResource();
 5             if (jedis == null) {
 6                 return 0;
 7             }
 8 
 9             //if redis.call('get','orderkey')=='1111' then return redis.call('del','orderkey') else return 0 end
10             StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
11             sbScript.append("if redis.call('get','").append(key).append("')").append("=='").append(val).append("'").
12                     append(" then ").
13                     append("    return redis.call('del','").append(key).append("')").
14                     append(" else ").
15                     append("    return 0").
16                     append(" end");
17 
18             return Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());
19         } catch (Exception ex) {
20         } finally {
21             if (jedis != null) {
22                 jedis.close();
23             }
24         }
25         return 0;
26     }

這裏也使用了jedis方式，直接執行lua腳本：根據val判斷其是否存在，若是存在就del；ui

其實我的認爲經過jedis的get方式獲取val後，而後再比較value是不是當前持有鎖的用戶，若是是那最後再刪除，效果其實至關；只不過直接經過eval執行腳本，這樣避免多一次操做了redis而已，縮短了原子操做的間隔。(若有不一樣看法請留言探討)；一樣這裏建立個get方式的api來測試：

1     @GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
2     public int delnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
3         return jedisCom.delnx(key, val);
4     }

注意的是delnx時，須要傳遞建立鎖時的value，由於經過et的value與delnx的value來判斷是不是持有鎖的操做請求，只有value同樣才容許del；

模擬搶單動做(10w我的開搶)

有了上面對分佈式鎖的粗略基礎，咱們模擬下10w人搶單的場景，其實就是一個併發操做請求而已，因爲環境有限，只能如此測試；以下初始化10w個用戶，並初始化庫存，商品等信息，以下代碼：

 1     //總庫存
 2     private long nKuCuen = 0;
 3     //商品key名字
 4     private String shangpingKey = "computer_key";
 5     //獲取鎖的超時時間 秒
 6     private int timeout = 30 * 1000;
 7 
 8     @GetMapping("/qiangdan")
 9     public List<String> qiangdan() {
10 
11         //搶到商品的用戶
12         List<String> shopUsers = new ArrayList<>();
13 
14         //構造不少用戶
15         List<String> users = new ArrayList<>();
16         IntStream.range(0, 100000).parallel().forEach(b -> {
17             users.add("神牛-" + b);
18         });
19 
20         //初始化庫存
21         nKuCuen = 10;
22 
23         //模擬開搶
24         users.parallelStream().forEach(b -> {
25             String shopUser = qiang(b);
26             if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
27                 shopUsers.add(shopUser);
28             }
29         });
30 
31         return shopUsers;
32     }

有了上面10w個不一樣用戶，咱們設定商品只有10個庫存，而後經過並行流的方式來模擬搶購，以下搶購的實現：

 1     /**
 2      * 模擬搶單動做
 3      *
 4      * @param b
 5      * @return
 6      */
 7     private String qiang(String b) {
 8         //用戶開搶時間
 9         long startTime = System.currentTimeMillis();
10 
11         //未搶到的狀況下，30秒內繼續獲取鎖
12         while ((startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()) {
13             //商品是否剩餘
14             if (nKuCuen <= 0) {
15                 break;
16             }
17             if (jedisCom.setnx(shangpingKey, b)) {
18                 //用戶b拿到鎖
19                 logger.info("用戶{}拿到鎖...", b);
20                 try {
21                     //商品是否剩餘
22                     if (nKuCuen <= 0) {
23                         break;
24                     }
25 
26                     //模擬生成訂單耗時操做，方便查看：神牛-50 屢次獲取鎖記錄
27                     try {
28                         TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
29                     } catch (InterruptedException e) {
30                         e.printStackTrace();
31                     }
32 
33                     //搶購成功，商品遞減，記錄用戶
34                     nKuCuen -= 1;
35 
36                     //搶單成功跳出
37                     logger.info("用戶{}搶單成功跳出...所剩庫存：{}", b, nKuCuen);
38 
39                     return b + "搶單成功，所剩庫存：" + nKuCuen;
40                 } finally {
41                     logger.info("用戶{}釋放鎖...", b);
42                     //釋放鎖
43                     jedisCom.delnx(shangpingKey, b);
44                 }
45             } else {
46                 //用戶b沒拿到鎖，在超時範圍內繼續請求鎖，不須要處理
47 //                if (b.equals("神牛-50") || b.equals("神牛-69")) {
48 //                    logger.info("用戶{}等待獲取鎖...", b);
49 //                }
50             }
51         }
52         return "";
53     }