這篇文章主要講解了Java基于redis實現(xiàn)分布式鎖的方法,內(nèi)容清晰明了,對此有興趣的小伙伴可以學(xué)習(xí)一下,相信大家閱讀完之后會有幫助。
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為什么會有這個需求:
例如一個簡單用戶的操作,一個線程去修改用戶狀態(tài),首先在在內(nèi)存中讀出用戶的狀態(tài),然后在內(nèi)存中進行修改,然后在存到數(shù)據(jù)庫中。在單線程中,這是沒有問題的。但是在多線程中由于讀取,修改,寫入是三個操作,不是原子操作(同時成功或失?。虼嗽诙嗑€程中會存在數(shù)據(jù)的安全性問題。
這個問題的話,就可以用分布式鎖在限制程序的并發(fā)執(zhí)行。
實現(xiàn)思路:
就是進來一個先占位,當別的線程進來操作的時候,發(fā)現(xiàn)有人占位了,就會放棄或者稍后再試。
占位的實現(xiàn):
在redis中的setnx命令來實現(xiàn),redis命令可以參考我這篇博客https://www.cnblogs.com/javazl/p/12657280.html,默認set命令就是存值,當key存在的時候,set就會覆蓋key的value值,而setnx則不會。當沒有key的時候,setnx就會進來先占位,當key存在了,其他的setnx就進不來了。。等到第一個執(zhí)行完成后,在del命令釋放位子。
代碼實現(xiàn):
public class LockTest { public static void main(String[] args) { Redis redis = new Redis(); redis.execute(jedis->{ Long setnx = jedis.setnx("k1", "v1"); //setnx的返回值為long類型 if (setnx == 1) { //沒人占位 jedis.set("name", "zl"); String name = jedis.get("name"); System.out.println(name); //釋放資源 jedis.del("k1"); }else{ //有人占位,停止/暫緩 操作 } }); } }
上邊代碼中,就是一個簡易的分布式鎖的實現(xiàn),但是有一個問題。就是如果在占位后釋放前掛了。那么這個線程會一直釋放不了,也就是del命令沒有調(diào)用,后面的全部請求都阻塞到這里,鎖就變成了死鎖。因此這里需要去優(yōu)化。
優(yōu)化的方法就是加過期時間,確保鎖在一定時間后能夠釋放.
public class LockTest { public static void main(String[] args) { Redis redis = new Redis(); redis.execute(jedis->{ Long setnx = jedis.setnx("k1", "v1"); if (setnx == 1) { //給鎖添加一個過期時間,防止應(yīng)用在運行過程中拋出異常導(dǎo)致鎖無法及時得到釋放 jedis.expire("k1", 5); //沒人占位 jedis.set("name", "zl"); String name = jedis.get("name"); System.out.println(name); jedis.del("k1"); }else{ //有人占位,停止/暫緩 操作 } }); }
這樣處理后,就可以保證鎖可以正常的釋放。但是會有一個新的問題,就是如果在取鎖和設(shè)置過期時間服務(wù)器掛掉了,因為取鎖,也就是setnx和設(shè)置過期時間是兩個操作,不具備原子性所以不可能同時完成。這個鎖就會被一直占用,無法得到釋放,成為死鎖。那么如何解決呢?
在redis2.8之后,setnx和expireke可以通過一個命令一起執(zhí)行,讓兩個操作變成一個,就會解決這個問題。
優(yōu)化實現(xiàn):
public class LockTest { public static void main(String[] args) { Redis redis = new Redis(); redis.execute(jedis->{ //將兩個操作合并成一個,nx就是setnx,ex就是expire String set = jedis.set("k1", "v1", new SetParams().nx().ex(5)); //操作結(jié)果為okhuo或者error if (set !=null && "OK".equals(set)) { //給鎖添加一個過期時間,防止應(yīng)用在運行過程中拋出異常導(dǎo)致鎖無法及時得到釋放 jedis.expire("k1", 5); //沒人占位 jedis.set("name", "zl); String name = jedis.get("name"); System.out.println(name); //釋放資源 jedis.del("k1"); }else{ //有人占位,停止/暫緩 操作 } }); } }
用過期時間優(yōu)化后,雖然解決了死鎖的問題,但是又有一個新的問題產(chǎn)生,就是超時問題:
舉個例子:如果要執(zhí)行的業(yè)務(wù)很耗時,可能會出現(xiàn)紊亂,當?shù)匾粋€線程獲取到鎖的時候,開始執(zhí)行業(yè)務(wù)代碼,但是業(yè)務(wù)代碼很耗時,假如過期時間是3秒,而業(yè)務(wù)執(zhí)行需要5秒,這樣,鎖就會提前釋放,然后第二個線程獲取到鎖并開始執(zhí)行。當執(zhí)行到第2秒的時候,第一個鎖也執(zhí)行完了,此時第一個線程會釋放第二個線程的鎖,然后第三個線程繼續(xù)獲取鎖并執(zhí)行,當?shù)降?秒的時候第二個線程執(zhí)行完了,那么又會提前釋放鎖,一直如此循環(huán),會造成線程的紊亂。
那么解決的思路主要有兩種
盡量避免耗時操作。
去處理鎖,給鎖的value設(shè)置隨機數(shù)或隨機字符串,每當要釋放的時候去判斷這個value的值,如果是的話就去釋放,如果不是就不釋放,舉個例子,假設(shè)第一個線程進來,它獲取鎖的value是1,如果發(fā)生超時就會進入下一個線程,下一個線程會獲取新的value為
3,在釋放第二個所之前先去獲取value并比較,發(fā)現(xiàn)1不等于三,那么就不去釋放鎖。
第一種的話沒啥說的,但是第二種的話會有一個問題,就是釋放鎖會查看value,然后比較,然后釋放,會有三個操作,那么就不具備原子性,這樣操作的話,會出現(xiàn)死鎖。這里我們可以使用Lua腳本去處理。
Lua腳本的特點:
1.使用方便,redis內(nèi)置了對Lua腳本的支持。
2.Lua可以在redis服務(wù)端原子性的執(zhí)行多個redis命令
3.由于網(wǎng)絡(luò)的原因會影響到redis的性能,因此,使用Lua可以讓多個命令同時執(zhí)行,降低了網(wǎng)絡(luò)給redis帶來的性能問題。
在redis中如何使用Lua腳本:
1.在redis服務(wù)端寫好,然后在java業(yè)務(wù)中調(diào)用腳本
2.可以直接在java中直接去寫,寫好后,需要執(zhí)行時,每次將腳本發(fā)送到redis中去執(zhí)行。
創(chuàng)建Lua腳本:
//用redis.call調(diào)用一個redis命令,調(diào)的是get命令,這個key是從外面?zhèn)鬟M來的keyif redis.call("get",KEYS[1])==ARGV[1] then//如果相等就去操作釋放命令 return redis.call("del",KEYS[1]) else return 0 end
可以給Lua腳本求一個SHA1和:
cat lua/equal.lua | redis-cli -a root script load --pipe
script load這個命令會在Redis中緩存Lua腳本,并返回腳本內(nèi)容的SHA1校驗和,然后在java中調(diào)用時,傳入SHA1校驗和作為參數(shù),這樣redis服務(wù)端就知道執(zhí)行那個腳本了。
接下來在java中編寫
public static void main(String[] args) { Redis redis = new Redis(); for (int i = 0; i < 2; i++) { redis.execute(jedis -> { //1.先獲取一個隨機字符串 String value = UUID.randomUUID().toString(); //2.獲取鎖 String k1 = jedis.set("k1", value, new SetParams().nx().ex(5)); //3.判斷是否成功拿到鎖 if (k1 != null && "OK".equals(k1)) { //4. 具體的業(yè)務(wù)操作 jedis.set("site", "zl"); String site = jedis.get("site"); System.out.println(site); //5.釋放鎖 jedis.evalsha("b8059ba43af6ffe8bed3db65bac35d452f8115d8", Arrays.asList("k1"), Arrays.asList(value)); } else { System.out.println("沒拿到鎖"); } }); } } }
這樣處理的話,就解決了死鎖的問題。
看完上述內(nèi)容,是不是對Java基于redis實現(xiàn)分布式鎖的方法有進一步的了解,如果還想學(xué)習(xí)更多內(nèi)容,歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道。
本文名稱:Java基于redis實現(xiàn)分布式鎖的方法
當前路徑:http://chinadenli.net/article22/poddjc.html
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