Java基于redis實現分布式鎖代碼實例

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，首先在在內存中讀出用戶的狀態，然后在內存中進行修改，然后在存到數據庫中。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?。?，因此在多線程中會存在數據的安全性問題。

這個問題的話，就可以用分布式鎖在限制程序的并發執行。

實現思路：

就是進來一個先占位，當別的線程進來操作的時候，發現有人占位了，就會放棄或者稍后再試。

占位的實現：

在redis中的setnx命令來實現，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。。等到第一個執行完成后，在del命令釋放位子。

代碼實現：

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，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。因此這里需要去優化。

優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，防止應用在運行過程中拋出異常導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置過期時間服務器掛掉了，因為取鎖，也就是setnx和設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行，讓兩個操作變成一個，就會解決這個問題。

優化實現：

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，防止應用在運行過程中拋出異常導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 } }); }}

用過期時間優化后，雖然解決了死鎖的問題，但是又有一個新的問題產生，就是超時問題：

舉個例子:如果要執行的業務很耗時，可能會出現紊亂，當地一個線程獲取到鎖的時候，開始執行業務代碼，但是業務代碼很耗時，假如過期時間是3秒，而業務執行需要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行。當執行到第2秒的時候，第一個鎖也執行完了，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獲取鎖并執行，當到第3秒的時候第二個線程執行完了，那么又會提前釋放鎖，一直如此循環，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設置隨機數或隨機字符串，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，假設第一個線程進來，它獲取鎖的value是1，如果發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，發現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內置了對Lua腳本的支持。

2.Lua可以在redis服務端原子性的執行多個redis命令

3.由于網絡的原因會影響到redis的性能，因此，使用Lua可以讓多個命令同時執行，降低了網絡給redis帶來的性能問題。

在redis中如何使用Lua腳本：

1.在redis服務端寫好，然后在java業務中調用腳本

2.可以直接在java中直接去寫，寫好后，需要執行時，每次將腳本發送到redis中去執行。

創建Lua腳本：

//用redis.call調用一個redis命令，調的是get命令，這個key是從外面傳進來的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 0end

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，并返回腳本內容的SHA1校驗和，然后在java中調用時，傳入SHA1校驗和作為參數，這樣redis服務端就知道執行那個腳本了。

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. 具體的業務操作 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。

以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持好吧啦網。