spring boot项目之redis分布式锁的应用

SETNX key value

起始版本：1.0.0

时间复杂度：O(1)

将key设置值为value，如果key不存在，这种情况下等同SET命令。当key存在时，什么也不做。SETNX是”SET if Not eXists”的简写。

返回值

1 如果key被设置了
0 如果key没有被设置

##例子

redis> SETNX mykey "Hello"
(integer) 1
redis> SETNX mykey "World"
(integer) 0
redis> GET mykey
"Hello"
redis>

Design pattern: Locking with `!SETNX`

设计模式：使用`!SETNX`加锁

Please note that:

请注意：

不鼓励以下模式来实现the Redlock algorithm ，该算法实现起来有一些复杂，但是提供了更好的保证并且具有容错性。
无论如何，我们保留旧的模式，因为肯定存在一些已实现的方法链接到该页面作为引用。而且，这是一个有趣的例子说明Redis命令能够被用来作为编程原语的。
无论如何，即使假设一个单例的加锁原语，但是从 2.6.12 开始，可以创建一个更加简单的加锁原语，相当于使用SET命令来获取锁，并且用一个简单的 Lua 脚本来释放锁。该模式被记录在SET命令的页面中。

也就是说，SETNX能够被使用并且以前也在被使用去作为一个加锁原语。例如，获取键为foo的锁，客户端可以尝试一下操作：

SETNX lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1>

如果客户端获得锁，SETNX返回1，那么将lock.foo键的Unix时间设置为不在被认为有效的时间。客户端随后会使用DEL lock.foo去释放该锁。

如果SETNX返回0，那么该键已经被其他的客户端锁定。如果这是一个非阻塞的锁，才能立刻返回给调用者，或者尝试重新获取该锁，直到成功或者过期超时。

处理死锁

以上加锁算法存在一个问题：如果客户端出现故障，崩溃或者其他情况无法释放该锁会发生什么情况？这是能够检测到这种情况，因为该锁包含一个Unix时间戳，如果这样一个时间戳等于当前的Unix时间，该锁将不再有效。

当以下这种情况发生时，我们不能调用DEL来删除该锁，并且尝试执行一个SETNX，因为这里存在一个竞态条件，当多个客户端察觉到一个过期的锁并且都尝试去释放它。

C1 和 C2 读lock.foo检查时间戳，因为他们执行完SETNX后都被返回了0，因为锁仍然被 C3 所持有，并且 C3 已经崩溃。
C1 发送DEL lock.foo
C1 发送SETNX lock.foo命令并且成功返回
C2 发送DEL lock.foo
C2 发送SETNX lock.foo命令并且成功返回
错误：由于竞态条件导致 C1 和 C2 都获取到了锁

幸运的是，可以使用以下的算法来避免这种情况，请看 C4 客户端所使用的好的算法：

C4 发送SETNX lock.foo为了获得该锁
已经崩溃的客户端 C3 仍然持有该锁，所以Redis将会返回0给 C4
C4 发送GET lock.foo检查该锁是否已经过期。如果没有过期，C4 客户端将会睡眠一会，并且从一开始进行重试操作
另一种情况，如果因为 lock.foo键的Unix时间小于当前的Unix时间而导致该锁已经过期，C4 会尝试执行以下的操作：
```
GETSET lock.foo <current Unix timestamp + lock timeout + 1>
```
由于GETSET 的语意，C4会检查已经过期的旧值是否仍然存储在lock.foo中。如果是的话，C4 会获得锁
如果另一个客户端，假如为 C5 ，比 C4 更快的通过GETSET操作获取到锁，那么 C4 执行GETSET操作会被返回一个不过期的时间戳。C4 将会从第一个步骤重新开始。请注意：即使 C4 在将来几秒设置该键，这也不是问题。

为了使这种加锁算法更加的健壮，持有锁的客户端应该总是要检查是否超时，保证使用DEL释放锁之前不会过期，因为客户端故障的情况可能是复杂的，不止是崩溃，还会阻塞一段时间，阻止一些操作的执行，并且在阻塞恢复后尝试执行DEL（此时，该LOCK已经被其他客户端所持有）

GETSET key value

起始版本：1.0.0

时间复杂度：O(1)

自动将key对应到value并且返回原来key对应的value。如果key存在但是对应的value不是字符串，就返回错误。

设计模式

GETSET可以和INCR一起使用实现支持重置的计数功能。举个例子：每当有事件发生的时候，一段程序都会调用INCR给key mycounter加1，但是有时我们需要获取计数器的值，并且自动将其重置为0。这可以通过GETSET mycounter “0”来实现：

INCR mycounter
GETSET mycounter "0"
GET mycounter

返回值

bulk-string-reply: 返回之前的旧值，如果之前Key不存在将返回nil。

例子

redis> INCR mycounter
(integer) 1
redis> GETSET mycounter "0"
"1"
redis> GET mycounter
"0"
redis> 

那么，我们在处理高并发秒杀下单时，就可以通过redis来实现加锁和解锁的功能来做到

package com.imooc.service;

import lombok.extern.slf4j.Slf4j;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;import org.springframework.stereotype.Component;import org.springframework.util.StringUtils;@Component@Slf4jpublic class RedisLock {

@Autowired    private StringRedisTemplate redisTemplate;

/**     * 加锁     * @param key     * @param value 当前时间+超时时间     * @return     */    public boolean lock(String key, String value) {        if(redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value)) {            return true;        }        //currentValue=A   这两个线程的value都是B  其中一个线程拿到锁        String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(key);        //如果锁过期        if (!StringUtils.isEmpty(currentValue)                && Long.parseLong(currentValue) < System.currentTimeMillis()) {            //获取上一个锁的时间            String oldValue = redisTemplate.opsForValue().getAndSet(key, value);            if (!StringUtils.isEmpty(oldValue) && oldValue.equals(currentValue)) {                return true;            }        }

return false;    }

/**     * 解锁     * @param key     * @param value     */    public void unlock(String key, String value) {        try {            String currentValue = redisTemplate.opsForValue().get(key);            if (!StringUtils.isEmpty(currentValue) && currentValue.equals(value)) {                redisTemplate.opsForValue().getOperations().delete(key);            }        }catch (Exception e) {            log.error("【redis分布式锁】解锁异常, {}", e);        }    }

}

原文地址：https://www.cnblogs.com/bozzzhdz/p/9678347.html

时间： 2024-09-27 20:58:32