【Redis】基于Redission实现分布式锁(代码实现)

目录

基于Redission实现分布式锁解决商品秒杀超卖的场景:

1.引入依赖:

2.加上redis的配置:

3.添加配置类:

4.编写代码实现:

5.模拟服务器分布式集群的情况:

[1.右键点击Copy Configuration](#1.右键点击Copy Configuration)

[2.点击Modify option](#2.点击Modify option)

[3. 选择VM option(用于指定新的端口)](#3. 选择VM option(用于指定新的端口))

[4.输入想要指定的端口(比如):-Dserver.port=8082 点击Apply](#4.输入想要指定的端口(比如):-Dserver.port=8082 点击Apply)

5.出现新的进程,点击启动,就可以进行分布式多节点测试。

使用Jmeter进行压测


(单机部署)多线程高并发情况下对同一个共享资源进行读写时,会出现数据错乱(数据不一致)的问题;加锁(同步锁)可以解决出现数据不一致的问题;(其他线程进行等待持有锁的线程执行完成后才能进行正常的处理)。

但是随着用户量日益增多,单个服务器压力越来越大,所以使用多个服务器进行分布式集群部署,虽然降低了服务器的压力,提高了服务器的吞吐量。但是还是会出现数据不一致的问题,这时候发现是是同步锁(synchronized)的问题,同步锁基于JVM的,他只能锁住单个服务器中一个线程,但是经过分布式集群部署过后,每台服务器在并发的情况下只能锁住一个线程,所以高并发情况下,还是会出现数据错乱的情况。(假如4个服务器,每台服务器都处于高并发的情况,然后同步锁只能锁住一个线程,这时候每个服务器锁住一个线程,最多可以出现4个线程同时对数据库进行操作,就会造成数据不一致的问题(例如常说的秒杀超卖的情况))

经过查阅资料发现可以通过分布式锁可以解决,然后有三种主流的分布式锁的解决方案分别是使用基于Mysql/Zookeeper/redis实现分布式锁。由于我们系统使用到了Redis,考虑Zookeeper需要重新部署到服务器,避免间接增加服务器的成本,所以直接使用Redis来实现分布式锁。我们发现使用Redis的setNX可以很简单的实现分布式锁。

那么setNX的特性是什么呢?

当一个线程进来,往Redis当中通过setNX去存储一个值的时候,他会根据键值(key)去查看是否存在value值,没有就存储一个值返回true,有就返回一个false,注意一定要加上锁的过期时间,避免线程阻塞。(当用户在请求的过程当中,通过setNX进行加锁完成的时候,这个服务器挂掉了,当其他线程进行setNX进行上锁的时候,发现键当中一直会有值,造成了死锁,其他线程加锁不成功就会造成阻塞)。所以一定要加上过期时间。

随着业务的扩展,又出现了一些问题,就是1.业务的处理时间超过了锁的过期时间和2.线程1可能释放了线程2所持有的锁,【线程1还没将业务处理完成就释放锁,导致线程2拿到锁处理自己的业务。当线程1执行完成后,释放了锁,但是此时线程2已经拿到了当前锁,所以线程1释放的是线程2的锁。】

如何解决这些问题呢?

1.加长锁的过期时间,并增加子线程每10秒去确认线程是否在线。在线则将过期时间重设(续命--他们所说的看门狗);

2.给锁的值设置一个唯一ID(UUID)-(使用setNx进行尝试获取锁的时候,如果获取成功,将锁的值设置为一个唯一的ID,释放锁的时候会拿着key去获取锁的值是否与自己的唯一ID一致,一致才进行释放锁,从而就不会释放其他线程的锁)

上述说这么多,如果让我们自己写起来确实有些麻烦,这时候查阅发现redis他本身已经提供了一个Redission的组件已经解决了这些问题。

那么下面我就提供一个

基于Redission实现分布式锁解决商品秒杀超卖的场景:

springboot版本:2.6.13

redission版本:3.22.0

1.引入依赖:

XML 复制代码
<dependency>
     <groupId>org.springframework.boot</groupId>
     <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
 </dependency>
 <dependency>
     <groupId>org.redisson</groupId>
     <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
     <version>3.22.0</version>
 </dependency>

2.加上redis的配置:

XML 复制代码
server:
  port: 8083
spring:
  redis:
    host: 127.0.0.1
    password:
    port: 6379
    timeout: 1000

3.添加配置类:

java 复制代码
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;
    
    @Bean
    public RedissonClient getRedisson(){
        Config config = new Config();
        //单机模式  依次设置redis地址和密码
        config.useSingleServer().
                setAddress("redis://" + host + ":" + port)
                .setTimeout(30000); // 设置缓存过期时间为30秒
        return Redisson.create(config);
    }
}

4.编写代码实现:

java 复制代码
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;

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;

    // 秒杀商品key
    private static final String REDIS_KEY = "secKillProductKey:";

    private static final String LOCK_KEY = "secKillProduct";

    // 秒杀商品总个数
    private static final int PRODUCT_SIZE = 1000;


    /**
     * 初始化秒杀商品总个数到redis中
     * 注意:测试的时候,先调用这个接口初始化库存
     */
    @GetMapping("/init")
    public void init() {
        // 初始化库存 将库存存到redis中
        stringRedisTemplate.opsForValue().set(REDIS_KEY, String.valueOf(PRODUCT_SIZE));
    }

    /**
     * 秒杀
     */
    @GetMapping("/secKill")
    public void secKill() {

        // 获取锁
        RLock lock = redisson.getLock(LOCK_KEY);
        try {
            // 加锁
            lock.lock();
            int s = Integer.parseInt(Objects.requireNonNull(stringRedisTemplate.opsForValue().get(REDIS_KEY)));
            if (s > 0) {
                // 扣库存
                s--;
                System.out.printf("秒杀商品个数剩余:" + s + "\n");
                // 更新库存
                stringRedisTemplate.opsForValue().set(REDIS_KEY, String.valueOf(s));
            } else {
                System.out.println("活动太火爆了,商品已经被抢购一空了!");
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "异常:");
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 释放锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

5.模拟服务器分布式集群的情况:

同一个服务不同端口,同时运行两个相同的主程序。

在service中复制一个进程,指定不同端口

1.右键点击Copy Configuration
2.点击Modify option
3. 选择VM option(用于指定新的端口)
4.输入想要指定的端口(比如):-Dserver.port=8082 点击Apply
5.出现新的进程,点击启动,就可以进行分布式多节点测试。

使用Jmeter进行压测

首先需要先调用一下初始化的接口:127.0.0.1:8082/redisLock/init或127.0.0.1:8083/redisLock/init

1.设置线程组

2.两个HTTP请求,请求不同的端口(8082、8083)进行测试高并发多线程的情况:

3.服务器打印结果

经过测试,一秒钟1000个线程同时请求秒杀接收并没有出现超卖的问题。

拓展:

Redis本身是一个CP(一致性和分区容错性)模式的数据库,它通过主从复制实现高可用性,当主节点挂掉时,从节点会自动进行选举,选出一个新的主节点继续提供服务。但是,在主节点挂掉之前,它可能还来不及将最新的数据同步到从节点,这时就会出现数据不一致的问题。

如果redis采用主从模式进行部署,当往redis中通过setNX进行加锁的过程中,主节点挂了,主节点的数据并没有同步到从节点当中,这种怎么办?

可以使用**RedLock(红锁)**解决,RedLock是一个分布式锁的实现,它可以通过访问多个Redis节点来实现更高的可用性和一致性。RedLock的工作原理是,在加锁时,向多个Redis节点发送请求,只有当所有节点都成功返回时,才认为加锁成功。

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