如何在springcloud分布式系统中实现分布式锁?
一、简介
一般来说,对数据进行加锁时,程序先通过acquire获取锁来对数据进行排他访问,然后对数据进行一些列的操作,最后需要释放锁。Redis 本身用 watch命令进行了加锁,这个锁是乐观锁。使用 watch命令对于频繁访问的键会引起性能的问题。
二、redis命令介绍
- SETNX命令(SET if Not eXists)
当且仅当 key 不存在,将 key 的值设为 value ,并返回1;若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作,并返回0。
- SETEX命令
设置超时时间
- GET命令
返回 key 所关联的字符串值,如果 key 不存在那么返回特殊值 nil 。
- DEL命令
删除给定的一个或多个 key ,不存在的 key 会被忽略。
三、实现思路
由于redis的setnx命令天生就适合用来实现锁的功能,这个命令只有在键不存在的情况下为键设置值。获取锁之后,其他程序再设置值就会失败,即获取不到锁。获取锁失败。只需不断的尝试获取锁,直到成功获取锁,或者到设置的超时时间为止。
另外为了防治死锁,即某个程序获取锁之后,程序出错,没有释放,其他程序无法获取锁,从而导致整个分布式系统无法获取锁而导致一系列问题,甚至导致系统无法正常运行。这时需要给锁设置一个超时时间,即setex命令,锁超时后,从而其它程序就可以获取锁了。
四、编码实现
本文采用springboot结合redis 取实现的,所以你需要装一个redis。
- 首先引入创建springboot工程,引入redis 。
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
<scope>test</scope>
</dependency> <!-- 开启web-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
</dependency> <!-- redis-->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
2.创建一个锁类
/**
* 全局锁,包括锁的名称
* Created by fangzhipeng on 2017/4/1.
*/
public class Lock {
private String name;
private String value; public Lock(String name, String value) {
this.name = name;
this.value = value;
} public String getName() {
return name;
} public String getValue() {
return value;
} }
3.创建分布式锁的具体方法,思路已经说清楚了,代码注释也写好了,就不讲解了。
import org.apache.commons.lang.StringUtils;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;
import org.springframework.stereotype.Component; import java.util.concurrent.TimeUnit; /**
* Created by fangzhipeng on 2017/4/1.
*/
@Component
public class DistributedLockHandler { private static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(DistributedLockHandler.class);
private final static long LOCK_EXPIRE = 30 * 1000L;//单个业务持有锁的时间30s,防止死锁
private final static long LOCK_TRY_INTERVAL = 30L;//默认30ms尝试一次
private final static long LOCK_TRY_TIMEOUT = 20 * 1000L;//默认尝试20s @Autowired
private StringRedisTemplate template; /**
* 尝试获取全局锁
*
* @param lock 锁的名称
* @return true 获取成功,false获取失败
*/
public boolean tryLock(Lock lock) {
return getLock(lock, LOCK_TRY_TIMEOUT, LOCK_TRY_INTERVAL, LOCK_EXPIRE);
} /**
* 尝试获取全局锁
*
* @param lock 锁的名称
* @param timeout 获取超时时间 单位ms
* @return true 获取成功,false获取失败
*/
public boolean tryLock(Lock lock, long timeout) {
return getLock(lock, timeout, LOCK_TRY_INTERVAL, LOCK_EXPIRE);
} /**
* 尝试获取全局锁
*
* @param lock 锁的名称
* @param timeout 获取锁的超时时间
* @param tryInterval 多少毫秒尝试获取一次
* @return true 获取成功,false获取失败
*/
public boolean tryLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval) {
return getLock(lock, timeout, tryInterval, LOCK_EXPIRE);
} /**
* 尝试获取全局锁
*
* @param lock 锁的名称
* @param timeout 获取锁的超时时间
* @param tryInterval 多少毫秒尝试获取一次
* @param lockExpireTime 锁的过期
* @return true 获取成功,false获取失败
*/
public boolean tryLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval, long lockExpireTime) {
return getLock(lock, timeout, tryInterval, lockExpireTime);
} /**
* 操作redis获取全局锁
*
* @param lock 锁的名称
* @param timeout 获取的超时时间
* @param tryInterval 多少ms尝试一次
* @param lockExpireTime 获取成功后锁的过期时间
* @return true 获取成功,false获取失败
*/
public boolean getLock(Lock lock, long timeout, long tryInterval, long lockExpireTime) {
try {
if (StringUtils.isEmpty(lock.getName()) || StringUtils.isEmpty(lock.getValue())) {
return false;
}
long startTime = System.currentTimeMillis();
do{
if (!template.hasKey(lock.getName())) {
ValueOperations<String, String> ops = template.opsForValue();
ops.set(lock.getName(), lock.getValue(), lockExpireTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
return true;
} else {//存在锁
logger.debug("lock is exist!!!");
}
if (System.currentTimeMillis() - startTime > timeout) {//尝试超过了设定值之后直接跳出循环
return false;
}
Thread.sleep(tryInterval);
}
while (template.hasKey(lock.getName())) ;
} catch (InterruptedException e) {
logger.error(e.getMessage());
return false;
}
return false;
} /**
* 释放锁
*/
public void releaseLock(Lock lock) {
if (!StringUtils.isEmpty(lock.getName())) {
template.delete(lock.getName());
}
} }
4.用法:
@Autowired
DistributedLockHandler distributedLockHandler;
Lock lock=new Lock("lockk","sssssssss);
if(distributedLockHandler.tryLock(lock){
doSomething();
distributedLockHandler.releaseLock();
}
五、注意点
在使用全局锁时为了防止死锁采用 setex命令,这种命令需要根据具体的业务具体设置锁的超时时间。另外一个就是锁的粒度性。比如在redis实战中有个案列,为了实现买卖市场交易的功能,把整个交易市场都锁住了,导致了性能不足的情况,改进方案只对买卖的商品进行加锁而不是整个市场。
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