随着业务发展的需要，原单体单机部署的系统被演化成分布式集群系统后，由于分布式系统多线程、多进程并且分布在不同机器上，这将使原单机部署情况下的并发控制锁策略失效，单纯的Java API并不能提供分布式锁的能力。为了解决这个问题就需要一种跨JVM的互斥机制来控制共享资源的访问，这就是分布式锁要解决的问题！

分布式锁主流的实现方案：

基于数据库实现分布式锁
基于缓存（Redis等）
基于Zookeeper

每一种分布式锁解决方案都有各自的优缺点：

性能：redis最高
可靠性：zookeeper最高

这里，我们就基于redis实现分布式锁。

解决方案：使用redis实现分布式锁

redis:命令

set sku:1:info "OK" NX PX 10000

EX second ：设置键的过期时间为 second 秒。 SET key value EX second 效果等同于 SETEX key second value 。

PX millisecond ：设置键的过期时间为 millisecond 毫秒。 SET key value PX millisecond 效果等同于 PSETEX key millisecond value 。

NX ：只在键不存在时，才对键进行设置操作。 SET key value NX 效果等同于 SETNX key value 。

XX ：只在键已经存在时，才对键进行设置操作。

setnx 键不存在的时候设值

setnx lock test

业务逻辑

del lock

多个客户端同时获取锁（setnx）
获取成功，执行业务逻辑{从db获取数据，放入缓存}，执行完成释放锁（del）
其他客户端等待重试

编写代码

java 复制代码

@RestController
@RequestMapping("fb")
public class MyRedisController {
    @Resource
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @RequestMapping
    public void fblock() throws InterruptedException {
        //创建一个分布式锁lock
        Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "MyLock");
        //加锁成功
        if (aBoolean){
            System.out.println("执行业务");
            System.out.println("执行成功");
            //删除锁
            redisTemplate.delete("lock");
        }else {
            //没有抢到锁
            Thread.sleep(300);
            fblock();
        }
    }
}

进行压力测试

问题：setnx刚好获取到锁，业务逻辑出现异常，导致锁无法释放

解决：设置过期时间，自动释放锁。

优化之设置锁的过期时间

设置过期时间有两种方式：

首先想到通过expire设置过期时间（缺乏原子性：如果在setnx和expire之间出现异常，锁也无法释放）
在set时指定过期时间（推荐）

设置过期时间：

代码中设置过期时间

Boolean lock = redisTemplate.opsForValue()

.setIfAbsent("lock", "MyLock",3,TimeUnit.SECONDS);

java 复制代码

@RestController
@RequestMapping("fb")
public class MyRedisController {
    @Resource
    private RedisTemplate redisTemplate;

    @RequestMapping
    public void fblock() throws InterruptedException {
        //创建一个分布式锁lock
        //添加过期时间
        Boolean aBoolean = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "MyLock",3,TimeUnit.MILLISECONDS);
        //加锁成功
        if (aBoolean){
            //执行业务的时间
            Thread.sleep(7000);
            System.out.println("执行业务");
            System.out.println("执行成功");
            //删除锁
            redisTemplate.delete("lock");
        }else {
            //没有抢到锁，300毫秒之后再获取
            Thread.sleep(3000);
            fblock();
        }
    }
}

问题：可能会释放其他服务器的锁。

场景：如果业务逻辑的执行时间是7s。执行流程如下

index1业务逻辑没执行完，3秒后锁被自动释放。
index2获取到锁，执行业务逻辑，3秒后锁被自动释放。
index3获取到锁，执行业务逻辑
index1业务逻辑执行完成，开始调用del释放锁，这时释放的是index3的锁，导致index3的业务只执行1s就被别人释放。

最终等于没锁的情况。

解决：setnx获取锁时，设置一个指定的唯一值（例如：uuid）；释放前获取这个值，判断是否自己的锁

优化之UUID防误删

问题：删除操作缺乏原子性。

场景：

index1执行删除时，查询到的lock值确实和uuid相等

uuid=v1

set(lock,uuid)；

index1执行删除前，lock刚好过期时间已到，被redis自动释放

在redis中没有了lock，没有了锁。

index2获取了lock

index2线程获取到了cpu的资源，开始执行方法

uuid=v2

set(lock,uuid)；

index1执行删除，此时会把index2的lock删除

index1 因为已经在方法中了，所以不需要重新上锁。index1有执行的权限。index1已经比较完成了，这个时候，开始执行

删除的index2的锁！

LUA脚本保证删除的原子性

KEYS[1] 用来表示在redis 中用作键值的参数占位，主要用來传递在redis 中用作keyz值的参数。

ARGV[1] 用来表示在redis 中用作参数的占位，主要用来传递在redis中用做 value值的参数。

java 复制代码

@GetMapping("testLockLua")
public void testLockLua() {
    //1 声明一个uuid ,将做为一个value 放入我们的key所对应的值中
    String uuid = UUID.randomUUID().toString();
    //2 定义一个锁：lua 脚本可以使用同一把锁，来实现删除！
    String skuId = "25"; // 访问skuId 为25号的商品 
    String locKey = "lock:" + skuId; // 锁住的是每个商品的数据
    // 3 获取锁
    Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(locKey, uuid, 3, TimeUnit.SECONDS);
    // 第一种： lock 与过期时间中间不写任何的代码。
    // redisTemplate.expire("lock",10, TimeUnit.SECONDS);//设置过期时间
    // 如果true
    if (lock) {
        // 执行的业务逻辑开始
        // 获取缓存中的num 数据
        Object value = redisTemplate.opsForValue().get("num");
        // 如果是空直接返回
        if (StringUtils.isEmpty(value)) {
            return;
        }
        // 不是空 如果说在这出现了异常！ 那么delete 就删除失败！ 也就是说锁永远存在！
        int num = Integer.parseInt(value + "");
        // 使num 每次+1 放入缓存
        redisTemplate.opsForValue().set("num", String.valueOf(++num));
        /*使用lua脚本来锁*/
        // 定义lua 脚本
        String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        // 使用redis执行lua执行
        DefaultRedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setScriptText(script);
        // 设置一下返回值类型 为Long
        // 因为删除判断的时候，返回的0,给其封装为数据类型。如果不封装那么默认返回String 类型，
        // 那么返回字符串与0 会有发生错误。
        redisScript.setResultType(Long.class);
        // 第一个要是script 脚本 ，第二个需要判断的key，第三个就是key所对应的值。
        redisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(locKey), uuid);
    } else {
        // 其他线程等待 
        try {
            // 睡眠
            Thread.sleep(1000);
            // 睡醒了之后，调用方法。
            testLockLua();
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

LUA脚本

Lua 是一个小巧的脚本语言，Lua脚本可以很容易的被C/C++ 代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数，Lua并没有提供强大的库，一个完整的Lua解释器不过200k，所以Lua不适合作为开发独立应用程序的语言，而是作为嵌入式脚本语言。

很多应用程序、游戏使用LUA作为自己的嵌入式脚本语言，以此来实现可配置性、可扩展性。

这其中包括魔兽争霸地图、魔兽世界、博德之门、愤怒的小鸟等众多游戏插件或外挂。

Lua 教程_w3cschool

Lua脚本基础入门及其案例_51CTO博客_lua脚本语言入门

LUA脚本在Redis中的优势

将复杂的或者多步的redis操作，写为一个脚本，一次提交给redis执行，减少反复连接redis的次数。提升性能。

LUA脚本是类似redis事务，有一定的原子性，不会被其他命令插队，可以完成一些redis事务性的操作。

但是注意redis的lua脚本功能，只有在Redis 2.6以上的版本才可以使用。

lua脚本示例

java 复制代码

redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])
redis.call('set',KEYS[2],ARGV[2])
local n1 = tonumber(redis.call('get',KEYS[1]))
local n2 = tonumber(redis.call('get',KEYS[2]))
if n1 > n2 then
    return 1
end
if n1 == n2 then
    return 0
end
if n1 < n2 then
    return 2
end

bash 复制代码

/usr/local/bin/redis-cli -a lw --eval /usr/myredis/myluatest k1 k2 , 10 20
注意事项： key  和参数之间要用，隔开  并且，前后两端还有空格

lua脚本示例

Lua 复制代码

local userid=KEYS[1]; 
local prodid=KEYS[2];
local qtkey="sk:"..prodid..":qt";
local usersKey="sk:"..prodid..":usr"; 
local userExists=redis.call("sismember",usersKey,userid);
if tonumber(userExists)==1 then 
  return 2;
end
local num= redis.call("get" ,qtkey);
if tonumber(num)<=0 then 
  return 0; 
else 
  redis.call("decr",qtkey);
  redis.call("sadd",usersKey,userid);
end
return 1;

出错

针对如上错误，作如下处理：

1）查看打开文件的上限和redis服务进程，修改上限：

输入如下命令，查看其上限：

ulimit -a

设置上限

ulimit -n 10032

重启redis即可

redisson

Redisson是一个在Redis的基础上实现的Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid）。它不仅提供了一系列的分布式的Java常用对象，还提供了许多分布式服务，其中就包含了各种分布式锁的实现。简单说就是redis在分布式系统上工具的集合,Redission提供了分布式锁的多种多样的功能.

使用redissoncheck

自定义redis分布式锁无法自动续期，比如，一个锁设置了1分钟超时释放，如果拿到这个锁的线程在一分钟内没有执行完毕，那么这个锁就会被其他线程拿到，可能会导致严重的线上问题，在秒杀场景下，很容易因为这个缺陷导致的超卖了。

10 2s

redission 超时时间1m 执行逻辑的时候3m

锁的分类：

1 、乐观锁与悲观锁

乐观锁

悲观锁

2 、可重⼊锁和⾮可重⼊锁

可重⼊锁：当在⼀个线程中第⼀次成功获取锁之后，在此线程中就可以再次获取

⾮可重⼊锁

3 、公平锁和⾮公平锁

公平锁：按照线程的先后顺序获取锁

⾮公平锁：多个线程随机获取锁

4 、阻塞锁和⾮阻塞锁

阻塞锁：不断尝试获取锁，直到获取到锁为⽌

⾮阻塞锁：如果获取不到锁就放弃，但可以⽀持在⼀定时间段内的重试

------ 在⼀段时间内如果没有获取到锁就放弃

redisson的使用

1 、获取锁 ------ 公平锁和⾮公平锁

    // 获取公平锁
    RLock lock = redissonClient . getFairLock ( skuId );
    // 获取⾮公平锁
    RLock lock = redissonClient . getLock ( skuId );

2 、加锁 ------ 阻塞锁和⾮阻塞锁

    // 阻塞锁（如果加锁成功之后，超时时间为 30s ；加锁成功开启看⻔狗，剩 5s 延⻓过期时间）
    lock . lock ();
    // 阻塞锁（如果加锁成功之后，设置⾃定义 20s 的超时时间）
    lock . lock ( 20 , TimeUnit . SECONDS );
    // ⾮阻塞锁（设置等待时间为 3s ；如果加锁成功默认超时间为 30s ）
    boolean b = lock . tryLock ( 3 , TimeUnit . SECONDS );
    // ⾮阻塞锁（设置等待时间为 3s ；如果加锁成功设置⾃定义超时间为 20s ）
    boolean b = lock . tryLock ( 3 , 20 , TimeUnit . SECONDS );

3 、释放锁

 lock . unlock ();

4 、应⽤示例

    // 公平⾮阻塞锁
    RLock lock = redissonClient . getFairLock ( skuId );
    boolean b = lock . tryLock ( 3 , 20 , TimeUnit . SECONDS );

**Redisson 锁加锁流程：**线程去获取锁，获取成功则执行lua脚本，保存数据到redis数据库。如果获取失败: 一直通过while循环尝试获取锁(可自定义等待时间，超时后返回失败)。Redisson提供的分布式锁是支持锁自动续期的，也就是说，如果线程仍旧没有执行完，那么redisson会自动给redis中的目标key延长超时时间，这在Redisson中称之为 Watch Dog 机制。

 @Autowired
   private RedissonClient redissonClient;

    public void method1() {
        RLock lock = redissonClient.getLock("lock");
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if (!isLock) {
            log.error("获取锁失败,1");
        }
        try {
            log.info("获取锁成功,1");
            method2();
        }finally {
            log.info("释放锁,1");
            lock.unlock();
        }
        
    }
    public void method2() {
        RLock lock = redissonClient.getLock("lock");
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if (!isLock) {
            log.error("获取锁失败,2");
        }
        try {
            log.info("获取锁成功,2");
        }finally {
            log.info("释放锁,2");
            lock.unlock();
        }
    }

使用redission

加jar

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

        <!--配置redission-->
        <dependency>
            <groupId>org.redisson</groupId>
            <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
            <version>3.12.5</version>
        </dependency>

application文件

# 设置redis的信息
spring.redis.host=192.168.174.72
spring.redis.database=0
spring.redis.password=yyl
spring.redis.port=6379

配置类：

package com.example.bootdemo.aaa.config;

import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class RedissonConfig {

    @Value("${spring.redis.host}")
    private String host;

    @Value("${spring.redis.port}")
    private String port;

    @Value("${spring.redis.password}")
    private String redisPassword;

    @Bean
    public RedissonClient getRedisson(){

        Config config = new Config();
// //多节点config.useClusterServers()
        //单机模式  依次设置redis地址和密码
        config.useSingleServer().
                setAddress("redis://" + host + ":" + port).
                setPassword(redisPassword);
        return Redisson.create(config);
    }
}

controller

package com.example.bootdemo.aaa.controller;

import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;
import java.util.Objects;

@RestController
@RequestMapping("/redisLock")
public class RedisLockController {

    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;

    @Resource
    private RedissonClient redisson;

    private static final String REDIS_KEY = "redis_test";

    private static final int MAX_SIZE = 10;

    /**
     * 初始化库存
     */
    @PostMapping("/init")
    public void init() {
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(REDIS_KEY, String.valueOf(MAX_SIZE));
    }

    /**
     * 扣库存业务
     */
    @PostMapping("/test")
    public void exportInventory() {

        String lockKey = "product001";
        RLock lock = redisson.getLock(lockKey);
        try {
            lock.lock();
            int s = Integer.parseInt(Objects.requireNonNull(stringRedisTemplate.opsForValue().get(REDIS_KEY)));
            System.out.printf("1号服务：库存当前为：" + s + "\n");
            //stringRedisTemplate.opsForValue().set(REDIS_KEY, String.valueOf(s));
            if(s>0) {
                stringRedisTemplate.opsForValue().decrement(REDIS_KEY);
            }
        } catch (Exception e) {
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

使用jmeter测试：

写两个一模一样的项目通过jmeter访问 redisLock/test

两个服务中的数据不重复即可

Redisson分布式锁入门使用(可重入锁（lock）)_spring boot_人生没有第三次-华为云开发者联盟

Redis的应用问题

一、缓存穿透

问题描述

解决方案

缓存击穿

问题描述

解决方案

缓存雪崩

问题描述

解决方案

二、分布式锁

问题描述

解决方案：使用redis实现分布式锁

set sku:1:info "OK" NX PX 10000

优化之设置锁的过期时间

优化之UUID防误删

LUA脚本保证删除的原子性

LUA脚本

LUA脚本在Redis中的优势

redisson

使用redissoncheck

锁的分类：

redisson的使用