Spring Boot Redis 实现分布式锁，真香！！

之前看很多人手写分布式锁，其实 Spring Boot 现在已经做的足够好了，开箱即用，支持主流的 Redis、Zookeeper 中间件，另外还支持 JDBC。

本篇栈长以 Redis 为例（这也是用得最多的方案），教大家如何利用 Spring Boot 集成 Redis 实现缓存，如何简单、快速实现 Redis 分布式锁。

分布式锁介绍

Spring Boot 实现 Redis 分布式锁在 spring-integration 这个项目中，参考：

https://docs.spring.io/spring-integration/docs/5.3.1.RELEASE/reference/html/redis.html#redis-lock-registry

首先来看下 LockRegistry 锁注册接口的所有实现类结构图：

DefaultLockRegistry 就是纯单机的可重入锁，PassThruLockRegistry 是一个空实现类，也都没有什么利用价值。

Spring Integration 4.0 引入了基于 Redis 的分布式锁：RedisLockRegistry，并且从 5.0 开始实现了 ExpirableLockRegistry 接口，用来移除超时且没有用的锁。

分布式锁实战

添加依赖

上面提到 Spring Boot 实现 Redis 分布式锁在 spring-integration 这个项目中，所以需要这三个依赖：

spring-boot-starter-data-redis

spring-boot-starter-integration

spring-integration-redis

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-integration</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.integration</groupId>
    <artifactId>spring-integration-redis</artifactId>
</dependency>

Spring Boot 基础知识就不介绍了，不熟悉的可以关注公众号Java技术栈，在后台回复：boot，可以阅读我写的历史实战教程。

配置分布式锁

@Bean(destroyMethod = "destroy")
public RedisLockRegistry redisLockRegistry(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {
    return new RedisLockRegistry(redisConnectionFactory, "lock");
}

使用示例

@GetMapping("/redis/lock")
public String lock(@RequestParam("key") String key) {
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        new Thread(() -> {
            redisLockService.lock(key);
            try {
                Thread.sleep(3000L);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            System.out.println(DateFormatUtils.format(new Date(), "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"));
            redisLockService.unlock(key);
        }
        ).start();
    }
    return "OK";
}

RedisLockService 是我封装了的一个 Redis 锁服务，代码有点多，这里就不贴了，完整的代码示例在 Github 上，大家可以 Star 一下：

https://github.com/javastacks/spring-boot-best-practice

测试：

http://localhost:8080/redis/lock?key=yeah

输出：

2020-06-23 11:15:34
2020-06-23 11:15:37
2020-06-23 11:15:40
2020-06-23 11:15:43
2020-06-23 11:15:46
2020-06-23 11:15:49
2020-06-23 11:15:52
2020-06-23 11:15:55
2020-06-23 11:15:58
2020-06-23 11:16:01

可以看到每个线程需要等上一个线程休眠 3 秒后才能获取到锁。

源码分析

集成完了，会使用了，还得研究下 RedisLockRegistry 的源码，不然遇到什么坑还得再踩一篇。

RedisLockRegistry 有两个类构造器： connectionFactory：Redis 连接工厂

registryKey：锁前缀

expireAfter：失效时间（非必须项，默认60秒）

所以，我们要注册 expireAfter 这个选项，默认 60 秒是否满足业务需要，如果超过默认的 60 少时间，否则将导致锁失效。

还有两个和 RedisLockRegistry 相关且很重要的成员变量：

private final String clientId = UUID.randomUUID().toString();
private final Map<String, RedisLock> locks = new ConcurrentHashMap<>();

• clientId：

首先用来标识当前 RedisLockRegistry 实例ID，并且在设置、移除锁的时候都会要用到，用来判断是不是当前的锁注册实例。

• locks：

用来在内存中缓存当前锁注册实例所有锁对象。

获取锁对象

如下面获取锁对象源码所示：

每个 key 在内存中（ConcurrentHashMap）都对应一个锁对象，锁对象有生成过就直接返回，没有就生成再返回，有了这个锁对象才能进行上锁和解锁操作。

这个锁对象（RedisLock）其实也是实现了 Java 中的 java.util.concurrent.locks.Lock 锁接口：

锁对象（RedisLock）也有两个很重要的成员变量：

private final ReentrantLock localLock = new ReentrantLock();
private volatile long lockedAt;

localLock：

localLock 是一个本地内存可重入锁，每次去 Redis 上锁前，都要用本地 localLock 上锁先，这样能做到尽可能的少往 Redis 上锁，也能从一方面提升锁的性能。

lockedAt：

lockedAt 上锁时间，移除过时锁会用到。

阻塞上锁

RedisLock#lock()：

每隔 100 毫秒尝试获取一次锁，直到获取锁成功为止，不接受打断异常，遇到其他异常会释放本地锁返回异常并结束。

主要看下设置 Redis 锁的 Lua 脚本：

根据 key 查询其对应的值：clientId，如果和当前 clientId 一致则延长失效时间，如果 clientId 不存在就直接上锁，以上都不成立返回 false。

这样做的好处是，可以将整个 Redis Lua 脚本作为一个原子执行，而不用考虑并发及事务影响。

好了，核心的源码分析完了，其实也很简单，大家还不懂的或者有兴趣的可以再研究下。