分布式锁的演进
基本原理
我们可以同时去一个地方“占坑”,如果占到,就执行逻辑。否则就必须等待,直到释放锁。“占坑”可以去redis,可以去数据库,可以去任何大家都能访问的地方。等待可以自旋的方式。
阶段一
public Map> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
//阶段一
Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
//获取到锁,执行业务
if (lock) {
Map> categoriesDb = getCategoryMap();
//删除锁,如果在此之前报错或宕机会造成死锁
stringRedisTemplate.delete("lock");
return categoriesDb;
}else {
//没获取到锁,等待100ms重试
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}
public Map> getCategoryMap() {
ValueOperations ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
String catalogJson = ops.get("catalogJson");
if (StringUtils.isEmpty(catalogJson)) {
System.out.println("缓存不命中,准备查询数据库。。。");
Map> categoriesDb= getCategoriesDb();
String toJSONString = JSON.toJSONString(categoriesDb);
ops.set("catalogJson", toJSONString);
return categoriesDb;
}
System.out.println("缓存命中。。。。");
Map> listMap = JSON.parseObject(catalogJson, new TypeReference
问题: setnx占好了位,业务代码异常或者程序在页面过程中宕机。没有执行删除锁逻辑,这就造成了死锁
解决: 设置锁的自动过期,即使没有删除,会自动删除。
阶段二
public Map> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111");
if (lock) {
//设置过期时间
stringRedisTemplate.expire("lock", 30, TimeUnit.SECONDS);
Map> categoriesDb = getCategoryMap();
stringRedisTemplate.delete("lock");
return categoriesDb;
}else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}
问题: setnx设置好,正要去设置过期时间,宕机。又死锁了。
解决: 设置过期时间和占位必须是原子的。redis支持使用setnx ex命令。
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https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice
阶段三
public Map> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
//加锁的同时设置过期时间,二者是原子性操作
Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "1111",5, TimeUnit.SECONDS);
if (lock) {
Map> categoriesDb = getCategoryMap();
//模拟超长的业务执行时间
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
stringRedisTemplate.delete("lock");
return categoriesDb;
}else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}
问题: 删除锁直接删除???如果由于业务时间很长,锁自己过期了,我们直接删除,有可能把别人正在持有的锁删除了。
解决: 占锁的时候,值指定为uuid,每个人匹配是自己的锁才删除。
阶段四
public Map> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
ValueOperations ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
//为当前锁设置唯一的uuid,只有当uuid相同时才会进行删除锁的操作
Boolean lock = ops.setIfAbsent("lock", uuid,5, TimeUnit.SECONDS);
if (lock) {
Map> categoriesDb = getCategoryMap();
String lockValue = ops.get("lock");
if (lockValue.equals(uuid)) {
try {
Thread.sleep(6000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
stringRedisTemplate.delete("lock");
}
return categoriesDb;
}else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}
问题: 如果正好判断是当前值,正要删除锁的时候,锁已经过期,别人已经设置到了新的值。那么我们删除的是别人的锁
解决: 删除锁必须保证原子性。使用redis+Lua脚本完成。
阶段五-最终形态
public Map> getCatalogJsonDbWithRedisLock() {
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
ValueOperations ops = stringRedisTemplate.opsForValue();
Boolean lock = ops.setIfAbsent("lock", uuid,5, TimeUnit.SECONDS);
if (lock) {
Map> categoriesDb = getCategoryMap();
String lockValue = ops.get("lock");
String script = "if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] thenn" +
" return redis.call("del",KEYS[1])n" +
"elsen" +
" return 0n" +
"end";
stringRedisTemplate.execute(new DefaultRedisScript(script, Long.class), Arrays.asList("lock"), lockValue);
return categoriesDb;
}else {
try {
Thread.sleep(100);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
return getCatalogJsonDbWithRedisLock();
}
}
保证加锁【占位+过期时间】和删除锁【判断+删除】的原子性。更难的事情,锁的自动续期。
Redisson
Redisson是一个在Redis的基础上实现的Java驻内存数据网格(In-Memory Data Grid)。它不仅提供了一系列的分布式的Java常用对象,还提供了许多分布式服务。
其中包括(BitSet, Set, Multimap, SortedSet, Map, List, Queue, BlockingQueue, Deque, BlockingDeque, Semaphore, Lock, AtomicLong, CountDownLatch, Publish / Subscribe, Bloom filter, Remote service, Spring cache, Executor service, Live Object service, Scheduler service)
Redisson提供了使用Redis的最简单和最便捷的方法。Redisson的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离(Separation of Concern),从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。
更多请参考官方文档:
https://github.com/redisson/redisson/wiki