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Redis学习-分布式锁

daijiting 2020-04-30 16:01 原文

　　在高并发环境下，我们往往会对同一个数据进行操作，比如说商品的库存数据。如果有多个线程都要来对库存数据进行操作，那势必会造成线程的安全性问题，如何来解决这个问题就是我们今天要介绍的。

一、线程锁

　　根据上面的问题，我们可以立刻想到一种解决方案，那就是在给线程加锁。

 

　　上图是我们最常见的一种对线程加锁的方式，方式很简单只需要在对库存数据操作的过程中，加上锁就行，我们来看这段加锁的代码：

　　

/**
     * 操作商品的数量
     *
     * @param goods 商品名称
     * @param number 要购买的数量
     * @return
     */
    public String findStock(String goods,Integer number) {
        //对同样的商品加锁
        synchronized (goods){
            //先找到原来的数量
            Integer shopNumber=shop.getNumber();
            //如果不够直接返回
            if (shopNumber< number){
                return "商品库存不够";
            }
            //如果够则扣除库存，并返回
            shop.setNumber(shopNumber-number);
        }
        return "商品购买成功";
    }

　　可以看到上图是直接对同一商品进行了加锁，那么当第一个线程获取了锁，第二个就无法再次进入。

　  这种模式在单机情况是可行的，但是在我们的分布式业务中，不同的项目是在不同的服务器上运行，即使同一服务器，也是在多个JVM上面运行。而这里提供的方式是线程锁，它的使用条件是在同一进程中使用，因此在分布式系统中，这种方式显然是行不通的，这就需要一种新的方法来解决-分布式锁。

二、分布式锁

　　分布式锁是指：在应用场景是在分布式或集群环境下，多个服务（每个服务可以看做是一个进程）处理同一的数据，防止多进程处理数据时出现的进程间安全问题的锁。

　　一般来说在java应用中，分布式锁的的解决方案就是redis

　　

 

 

 　　可以看到，分布式锁的实现和线程锁的实现几乎是一致的，最大的区别在于，进程获取锁失败后，不能像线程那样当锁释放后能够及时进行操作。

　　分布式锁的使用逻辑：

 /**
     * 分布式事务锁的设计
     * @param goods  商品名称
     * @param number 要购买的数量
     * @return
     */
    public  String findStockByRedis(String goods,Integer number) throws InterruptedException {
        //如果锁获取失败，那证明其他服务正在使用
        while (!lock(goods)) {
            //获取失败时，我们直接等待一段时间
            //每5秒一次，再去获取锁
            TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
        }
        //获取成功后，操作商品的数量
       String str= findStock(goods,number);
        //操作完成后，记得解锁
        unlock(goods);
        return str;
    }

　　 我们重点来看两个锁的方法：

　　在Redis中，实现锁的方法就是setnx命令 ，这个命令的作用是：命令在指定的 key 不存在时，为 key 设置指定的值。

　　因此如果当一个客户端设置了key后，其他客户端就不能在去生成，这样就能够实现一个锁。

　　lock方法：

　　

/**
     * 获取锁
     * @param goods
     * @return
     */
    public Boolean lock(String goods){
        Boolean lockStatic=  redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(goods,"lock",30,TimeUnit.SECONDS);
        if (lockStatic == null) {
            lockStatic=false;
        }
        return  lockStatic;
    }

　　  可以看到我们添加了一个商品的key，如果有一个用户在操作这个商品，其他用户来操作都是失败的。

　　其次还必须给key加上过期时间，这样做主要是防止该服务意外宕机时，不会一直占用锁。

　　unlock解锁方法：

　　解锁方法非常简单，只需要删除这个key就可以实现解锁功能。

public Boolean unlock(String goods){
        return redisTemplate.delete(goods);
    }

分布式锁的总结：

　　上述的方法其实还有许多问题：

　　第一点，在进程中如果获取锁失败后，会一直尝试获取锁，这就类似于一个自旋锁的状态。我们知道自旋锁都是非常损耗性能的，因此那一部分还能进行优化处理。

　　第二点，其实我们讨论的都是在单机redis情况下的解决方案，如果是在redis集群环境下的话，这个方案显然是不行的。解决redis集群环境下的分布式锁，可以使用redisson框架。

 

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