快捷導(dǎo)航

Java實(shí)現(xiàn)Redis分布式鎖的三種方案匯總

更新時(shí)間：2023年11月05日 08:03:21 作者：xcya

setnx、Redisson、RedLock?都可以實(shí)現(xiàn)分布式鎖,從易到難得排序?yàn)椋簊etnx?<?Redisson?<?RedLock,本文為大家整理了三種方法的實(shí)現(xiàn),希望對(duì)大家有所幫助

序言

setnx、Redisson、RedLock 都可以實(shí)現(xiàn)分布式鎖，從易到難得排序?yàn)椋簊etnx < Redisson < RedLock。一般情況下，直接使用 Redisson 就可以啦，有很多邏輯框架的作者都已經(jīng)考慮到了。

方案一：setnx

1.1、簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)

下面的鎖實(shí)現(xiàn)可以用在測(cè)試或者簡(jiǎn)單場(chǎng)景，但是它存在以下問(wèn)題，使其不適合用在正式環(huán)境。

鎖可能被誤刪： 在解鎖操作中，如果一個(gè)線程的鎖已經(jīng)因?yàn)槌瑫r(shí)而被自動(dòng)釋放，然后又被其他線程獲取到，這時(shí)原線程再來(lái)解鎖就會(huì)誤刪其他線程的鎖。
臨界區(qū)代碼不安全： 線程 A 還沒(méi)有執(zhí)行完臨界區(qū)代碼，鎖就過(guò)期釋放掉了。線程 B 此時(shí)又能獲取到鎖，進(jìn)入臨界區(qū)代碼，導(dǎo)致了臨界區(qū)代碼非串行執(zhí)行，帶來(lái)了線程不安全的問(wèn)題。

public class RedisLock {
?
    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;
?
    /**
     * 加鎖
     */
    private boolean tryLock(String key) {
        Boolean flag = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 10, TimeUnit.SECONDS);
        return BooleanUtil.isTrue(flag);
    }
?
    /**
     * 解鎖
     */
    private void unlock(String key) {
        redisTemplate.delete(key);
    }
}

1.2、使用 lua 腳本加鎖、解鎖

lua 腳本是原子的，不管寫(xiě)多少 lua 腳本代碼，redis 都是通過(guò)一條命令去執(zhí)行的。

下述代碼使用了 lua 腳本進(jìn)行加鎖/解鎖，保證了加鎖和解鎖的時(shí)候都是原子性的，是一種相對(duì)較好的 Redis 分布式鎖的實(shí)現(xiàn)方式。

它支持獲得鎖的線程才能釋放鎖，如果線程 1 因?yàn)殒i過(guò)期而丟掉了鎖，然后線程 2 拿到了鎖。此時(shí)線程 1 的業(yè)務(wù)代碼執(zhí)行完以后，也無(wú)法釋放掉線程 2 的鎖，解決了誤刪除的問(wèn)題。

public class RedisLock {
?
    private final StringRedisTemplate redisTemplate;
?
    public RedisDistributedLock(StringRedisTemplate redisTemplate) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
    }
?
    public boolean tryLock(String lockKey, String lockValue, long expireTimeInSeconds) {
        try {
            //加鎖成功返回 true，加鎖失敗返回 fasle。效果等同于 redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent
            String luaScript = "if redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1], 'NX', 'EX', ARGV[2]) then return 1 else return 0 end";
            RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(luaScript, Long.class);
            Long result = redisTemplate.execute(redisScript, Collections.singletonList(lockKey), lockValue, String.valueOf(expireTimeInSeconds));
?
            return result != null && result == 1;
        } catch (Exception e) {
            // Handle exceptions
            return false;
        }
    }
?
    public void unlock(String lockKey, String lockValue) {
        try {
            //拿到鎖的線程才可以釋放鎖，lockValue 可以設(shè)置為 uuid。
            String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
            RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(luaScript, Long.class);
            redisTemplate.execute(redisScript, Collections.singletonList(lockKey), lockValue);
        } catch (Exception e) {
            // Handle exceptions
        }
    }
}

方案二：Redisson

Redisson 是一個(gè)基于 Java 的客服端，通過(guò) Redisson 我們可以快速安全的實(shí)現(xiàn)分布式鎖。Redisson 框架具有可重入鎖的支持、分布式鎖的實(shí)現(xiàn)、鎖的自動(dòng)續(xù)期、紅鎖支持等多種特點(diǎn)，給我們開(kāi)發(fā)過(guò)程中帶來(lái)了極大的便利。

@Component
public class RedisLock {
?
    @Resource
    private RedissonClient redissonClient;
?
    /**
     * lock(), 拿不到lock就不罷休，不然線程就一直block
     */
    public RLock lock(String lockKey) {
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        lock.lock();
        return lock;
    }
?
    /**
     * leaseTime為加鎖時(shí)間，單位為秒
     */
    public RLock lock(String lockKey, long leaseTime) {
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        lock.lock(leaseTime, TimeUnit.SECONDS);
        return null;
    }
?
    /**
     * timeout為加鎖時(shí)間，時(shí)間單位由unit確定
     */
    public RLock lock(String lockKey, TimeUnit unit, long timeout) {
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        lock.lock(timeout, unit);
        return lock;
    }
?
    /**
     * @param lockKey   鎖 key
     * @param unit      單位
     * @param waitTime  等待時(shí)間
     * @param leaseTime 鎖有效時(shí)間
     * @return 加鎖成功? true:成功 false: 失敗
     */
    public boolean tryLock(String lockKey, TimeUnit unit, long waitTime, long leaseTime) {
?
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        try {
            return lock.tryLock(waitTime, leaseTime, unit);
        } catch (InterruptedException e) {
            return false;
        }
    }
?
    /**
     * unlock
     */
    public void unlock(String lockKey) {
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        if (lock.isLocked() && lock.isHeldByCurrentThread()) {
            lock.unlock();
        }
    }
?
    /**
     * unlock
     * @param lock 鎖
     */
    public void unlock(RLock lock) {
        lock.unlock();
    }
}

方案三：RedLock

RedLock 又叫做紅鎖，是 Redis 官方提出的一種分布式鎖的算法，紅鎖的提出是為了解決集群部署中 Redis 鎖相關(guān)的問(wèn)題。

比如當(dāng)線程 A 請(qǐng)求鎖成功了，這時(shí)候從節(jié)點(diǎn)還沒(méi)有復(fù)制鎖。此時(shí)主節(jié)點(diǎn)掛掉了，從節(jié)點(diǎn)成為了主節(jié)點(diǎn)。線程 B 請(qǐng)求加鎖，在原來(lái)的從節(jié)點(diǎn)(現(xiàn)在是主節(jié)點(diǎn))上加鎖成功。這時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)線程安全問(wèn)題。

下圖是紅鎖的簡(jiǎn)易思路。紅鎖認(rèn)為 (N / 2) + 1 個(gè)節(jié)點(diǎn)加鎖成功后，那么就認(rèn)為獲取到了鎖，通過(guò)這種算法減少線程安全問(wèn)題。簡(jiǎn)單流程為:

順序向五個(gè)節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求加鎖
根據(jù)一定的超時(shí)時(shí)間判斷是否跳過(guò)該節(jié)點(diǎn)
(N / 2) + 1 個(gè)節(jié)點(diǎn)加鎖成功并且小于鎖的有效期
認(rèn)定加鎖成功

@Service
public class MyService {
?
    private final RedissonClient redissonClient;
?
    @Autowired
    public MyService(RedissonClient redissonClient) {
        this.redissonClient = redissonClient;
    }
?
    public void doSomething() {
        RLock lock1 = redissonClient.getLock("lock1");
        RLock lock2 = redissonClient.getLock("lock2");
        RLock lock3 = redissonClient.getLock("lock3");
?
        RedissonRedLock redLock = new RedissonRedLock(lock1, lock2, lock3);
        redLock.lock();
        try {
            // 業(yè)務(wù)邏輯
        } finally {
            redLock.unlock();
        }
    }
}