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Redis 分布式锁(中)

2022-04-26 258
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本文涉及的产品
云数据库 Tair（兼容Redis），内存型 2GB
推荐场景：
通过缓存加速数据库访问
Redis 开源版，标准版 2GB
推荐场景：
搭建游戏排行榜
简介： 问题：你知道 redis 分布式锁吗？有哪些实现方案？你谈谈对 redis 分布式锁的理解， 删除key 的时候有什么问题？

对于之前案例的一些问题思考


自定义 Redis 分布式锁


思考1: 单机锁/JVM 锁解决并发


单机版本没有加锁


  • 没有加锁，并发下数字不对，出现超卖现象


加锁的思考：


  • 加 synchronized 锁？ 还是加 ReentrantLock 锁？ 还是都可以？


  • 对于 synchronized 锁 和 ReentrantLock 锁使用需要区分场景。


ReentrantLock 支持 tryLock ，以及设置锁超时的时间。相对非常灵活。


思考2:分布式环境下增加自定义分布式锁


nignx 负载均衡


  • 分布式部署之后，单机锁还是出现超卖的情况，需要分布式锁


Niginx 配置负载均衡


1、启动 Nginx 并测试通过


2、/usr/local/nginx/conf/nginx.conf


nignx.conf 配置文件


image.png


3、重启 ./nginx -s reload


4、/usr/local/nginx/sbin/nginx -c /usr/local/nginx/cofig/nginx.conf


5、./nginx -c /usr/local/nginx/conf/nginx.conf


6、启动 /usr/local/nginx/sbin


7、关闭 /usr/local/nginx/sbin --> ./nginx -s stop


8、重启 ./nginx -s reload


启动两个服务


模拟高并发模拟


解决方案


上 redis 分布式锁


官网： redis.io/commands/se…


继续修改我们的代码：


@GetMapping("/buyGoods")
public String buyGoods() {
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();
    Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value);//NX
    if (Boolean.FALSE.equals(flag)) {
        logger.info("抢锁失败, serverPort:{}", serverPort);
        return "抢锁失败";
    }
    String result = stringRedisTemplate.opsForValue().get("goods:001");
    int goodsNumber = result == null ? 0 : Integer.valueOf(result);
    if (goodsNumber > 0) {
        int realNumber = goodsNumber - 1;
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("goods:001", String.valueOf(realNumber));
        logger.info("成功买到商品， 库存还剩下：{} 件｜服务提供者 serverPort : {}", realNumber, serverPort);
        stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
        return "成功买到商品， 库存还剩下：" + realNumber + " 件｜服务提供者 serverPort : " + serverPort;
    }
    logger.info("商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:{}", serverPort);
    return "商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:" + serverPort;
}


思考3: 自定义分布式锁释放失败


上面代码的问题，如果出现异常，可能无法释放锁，所以锁的的释放，我们可以在 finally 代码块中释放。


加锁解锁， lock/unlock 必须同时出现并且保存，

代码优化如下：


@GetMapping("/buyGoods")
public String buyGoods() {
    try {
        String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();
        // 加锁
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value);//NX
        if (Boolean.FALSE.equals(flag)) {
            logger.info("抢锁失败, serverPort:{}", serverPort);
            return "抢锁失败";
        }
        String result = stringRedisTemplate.opsForValue().get("goods:001");
        int goodsNumber = result == null ? 0 : Integer.valueOf(result);
        if (goodsNumber > 0) {
            int realNumber = goodsNumber - 1;
            stringRedisTemplate.opsForValue().set("goods:001", String.valueOf(realNumber));
            logger.info("成功买到商品， 库存还剩下：{} 件｜服务提供者 serverPort : {}", realNumber, serverPort);
            return "成功买到商品， 库存还剩下：" + realNumber + " 件｜服务提供者 serverPort : " + serverPort;
        }
        logger.info("商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:{}", serverPort);
        return "商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:" + serverPort;
    } finally {
        // 解锁
        stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
    }
}


思考4: 加锁失败后宕机无法解锁


如果发生宕机情况下，可能是加锁成功？


部署了为为服务的 node 节点机器挂了，代码层面没有走到 finally这一步，没有保证解锁，这个 key 没有被删除，需要加入一个过期时间限定 key 。


解决方案：


try {
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();
    // 加锁
    Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value);//NX
    // 10s 过期 (新增逻辑)
    stringRedisTemplate.expire(REDIS_LOCK, 10L, TimeUnit.SECONDS);
    if (Boolean.FALSE.equals(flag)) {
        logger.info("抢锁失败, serverPort:{}", serverPort);
        return "抢锁失败";
    }
    String result = stringRedisTemplate.opsForValue().get("goods:001");
    int goodsNumber = result == null ? 0 : Integer.valueOf(result);
    if (goodsNumber > 0) {
        int realNumber = goodsNumber - 1;
        stringRedisTemplate.opsForValue().set("goods:001", String.valueOf(realNumber));
        logger.info("成功买到商品， 库存还剩下：{} 件｜服务提供者 serverPort : {}", realNumber, serverPort);
        return "成功买到商品， 库存还剩下：" + realNumber + " 件｜服务提供者 serverPort : " + serverPort;
    }
    logger.info("商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:{}", serverPort);
    return "商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:" + serverPort;
} finally {
    // 解锁
    stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
}


思考5: 加锁和设置锁的有效期如何保证事务


问题：设置 key + 过期时间分开了，必须要合并成一行，具备原子性


再次优化后的代码如下：


@GetMapping("/buyGoods")
public String buyGoods() {
    try {
        String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();
        // 加锁
        //Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value);//NX
        // 10s 过期
        // stringRedisTemplate.expire(REDIS_LOCK, 10L, TimeUnit.SECONDS);
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value, 10L, TimeUnit.SECONDS);//NX
        if (Boolean.FALSE.equals(flag)) {
            logger.info("抢锁失败, serverPort:{}", serverPort);
            return "抢锁失败";
        }
        String result = stringRedisTemplate.opsForValue().get("goods:001");
        int goodsNumber = result == null ? 0 : Integer.valueOf(result);
        if (goodsNumber > 0) {
            int realNumber = goodsNumber - 1;
            stringRedisTemplate.opsForValue().set("goods:001", String.valueOf(realNumber));
            logger.info("成功买到商品， 库存还剩下：{} 件｜服务提供者 serverPort : {}", realNumber, serverPort);
            return "成功买到商品， 库存还剩下：" + realNumber + " 件｜服务提供者 serverPort : " + serverPort;
        }
        logger.info("商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:{}", serverPort);
        return "商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:" + serverPort;
    } finally {
        // 解锁
        stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
    }
}


思考6:防止张冠李戴，删除了别人的锁


问题：张冠李戴，删除了别人的锁


image.png


解决方案：只能删除自己的锁，别人的锁不能动


@GetMapping("/buyGoods")
public String buyGoods() {
    String value = UUID.randomUUID().toString() + Thread.currentThread().getName();
    try {
        // 加锁
        //Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value);//NX
        // 10s 过期
        // stringRedisTemplate.expire(REDIS_LOCK, 10L, TimeUnit.SECONDS);
        Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(REDIS_LOCK, value, 10L, TimeUnit.SECONDS);//NX
        if (Boolean.FALSE.equals(flag)) {
            logger.info("抢锁失败, serverPort:{}", serverPort);
            return "抢锁失败";
        }
        String result = stringRedisTemplate.opsForValue().get("goods:001");
        int goodsNumber = result == null ? 0 : Integer.valueOf(result);
        if (goodsNumber > 0) {
            int realNumber = goodsNumber - 1;
            stringRedisTemplate.opsForValue().set("goods:001", String.valueOf(realNumber));
            logger.info("成功买到商品， 库存还剩下：{} 件｜服务提供者 serverPort : {}", realNumber, serverPort);
            return "成功买到商品， 库存还剩下：" + realNumber + " 件｜服务提供者 serverPort : " + serverPort;
        }
        logger.info("商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:{}", serverPort);
        return "商品已经售完/活动结束/调用超时, 欢迎下次光临, serverPort:" + serverPort;
    } finally {
        // 解锁
        if (Objects.equals(stringRedisTemplate.opsForValue().get(REDIS_LOCK), value)) {
            stringRedisTemplate.delete(REDIS_LOCK);
        }
    }
}


文章标签：
云数据库 Tair（兼容 Redis）
Java
应用服务中间件
NoSQL
负载均衡
Redis
nginx
关键词：
云数据库 Tair（兼容 Redis）分布式
redis分布式
云数据库 Tair（兼容 Redis）分布式锁
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