java分布式&锁&分布式锁

java分布式&锁&分布式锁

  1. 锁的作用:有限资源的情况下,控制同一时间段,只有某些线程(用户/服务器)能访问到资源。
  2. 锁在java中的实现:
    • synchronized关键字
    • 并发包的类
  3. 缺点:只对单个的jvm有效

分布式锁

  1. 为什么实现分布式锁

    • 有限资源的情况下,控制同一段时间只有某些用户/服务器才能访问到资源
    • 单个锁只对单个jvm有效
  2. 分布锁实现(核心思想,先来server把数据改成自己的标识,后来的人发现标识已经存在就等待)

    • 抢锁机制 ==> 同一时间只有一个服务器能抢到资源 ==>
      1. Mysql数据库实现,数据库中有一个字段标识锁,哪个服务器先到达数据库,就将此标识改为自己服务器的值,下一个服务器查到达查看不为空就等待,知道此上一个服务器用完,将标识位改为空时,方可用。
        • 查select(控制只有一个服务器在查)(1.select for update 行级锁,2.乐观锁)
        • 改update
      2. redis实现,存标识。读写速度快,支持setnx,lua脚本实现
        • 原理:使用redis的setnx方法保证原子性质
          setnx:set if not exist如果不存在,则设置,只有设置成功才会返回true,否则返回false
        • 注意1: 用完锁之后要释放,防止在释放之前服务器出现意外,因此要设置过期时间
        • 注意2:如果方法执行时间过长,锁提前过期,出现多个服务器同时执行。=> 续期(redisson中提供续期机制,原理:监听当前线程,默认过期时间是30s,每10s续期一次(补充到30s),如果线程挂了,则不会续期,如果debug模式也会被当成服务器宕机)。
        • 注意3:连锁效应:释放了其他server的锁 .=> 判断如果不是我的锁就不释放
        • 注意4:释放锁的时候,有可能先判断出是自己的锁,但是这时候锁过期了,会释放其他服务器/用户的锁 => 判断和释放的时候不允许其他任何的方法进入,redis原子性操作。配合redis+lua脚本。
    1. Zookeeper实现

控制定时任务的执行(在同一时间只有一个服务器能执行)

  1. 原因:

    • 浪费资源,假设有1000台服务器同时工作
    • 脏数据
  2. 实现方式

    1. 分离定时任务,把控制定时任务从主程序中拆开(成本太大)

    2. 配置,写死配置,每个服务器都执行定时任务,但是只有ip符合配置的才真实执行业务逻辑,其他的直接返回。

    3. ☆动态配置,这个配置是可以轻松的跟新的,把配置写到数据库,Redis,配置中心(Nacos,Apollo,spring Cloud config)(问题:如果服务器数据太多,ip不可控制)

    4. 分布式锁【只有抢到锁的服务器才能执行定时任务】

Reddisson实现分布式锁

  1. Redisson:是一个java操作Redis的客户端,提供了大量的分布式数据集来简化对Redis的操作和使用,可以让开发者像使用本地集合一样使用Redis,完全感觉不到Redis的存在。
    redisson官网:redisson
  2. Redisson使用方法
    1. 支持springboot整合Rdisson,写配置,默认整合客户端。(版本迭代太快)
    2. 只引入Redisson,自己创建客户端
      1. 引入项目依赖Redisson类库

        xml 复制代码
         <!--https://github.com/redisson/redisson#quick-start-->
                <dependency>
                    <groupId>org.redisson</groupId>
                    <artifactId>redisson</artifactId>
                    <version>3.21.3</version>
                </dependency>
      2. 新建redisson客户端

        java 复制代码
        /**
         * redisson配置
         */
        @Configuration
        @ConfigurationProperties(prefix = "spring.redis")
        @Data
        public class RedissonConfig {
            private String host;
            private String port;
        
            @Bean
            public RedissonClient redissonClient(){
                // 1. 创建配置对象
                Config config = new Config();
                String redisAddress = String.format("redis://%s:%s",host,port);
                config.useSingleServer().setAddress(redisAddress).setDatabase(3);
                // 2. 创建实例
                RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
                return redisson;
            }
        }
      3. 使用锁实现缓存预热
        waitTime = 0 只抢一次

        java 复制代码
        /**
         * 缓存预热任务
         */
        @Slf4j
        public class PreCacheJob {
        
            @Resource
            private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
            @Resource
            private UserService userService;
        
            @Resource
            public UserMapper userMapper;
        
            //重点用户
            private List<Long> mainUserList = Arrays.asList(1L);
            //引入redisson客户端
            @Resource
            private RedissonClient redissonClient;
        
            //每天执行,预热推荐用户
            @Scheduled(cron = "0 31 19 * * ? ")
            public void doCacheRecommendUser() {
                RLock lock = redissonClient.getLock("yupao:precachejob:docache:lock");
                try {
                    //waitTime:其他线程等待的时间,因为我们缓存预热每天只做一次,所以只要有一个线程拿到锁就
                    //leaseTime:锁过期时间
                    if (lock.tryLock(0, 30000L, TimeUnit.MILLISECONDS)) {//是否拿到锁
                        for (Long userId : mainUserList) {
                            QueryWrapper<User> queryWrapper = new QueryWrapper<>();
                            Page<User> userPage = userService.page(new Page<>(1, 20),
                                    queryWrapper);
                            String redisKey = String.format("yupao:user:recommend:%s", userId);
                            ValueOperations<String, Object> valueOperations =
                                    redisTemplate.opsForValue();
                            //写缓存
                            try {
                                valueOperations.set(redisKey, userPage, 30000,
                                        TimeUnit.MILLISECONDS);
                            } catch (Exception e) {
                                log.error("redis set key error", e);
                            }
                        }
                    }
                } catch (InterruptedException e) {
                    log.error("doCacheRecommendUser error",e);
                } finally {
                    //释放自己的锁
                    if (lock.isHeldByCurrentThread()) {//是否是当前线程
                        System.out.println("unlock: " + Thread.currentThread().getId());
                        lock.unlock();
                    }
                }
            }
        }
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