Spring boot 分布式锁优化分布式锁

向右看齐 2024-04-07 10:10 76阅读 0赞

## Spring boot 分布式锁 优化分布式锁 ##

### 一：准备工作 ###

#### 1.配置文件 ####

server:
      port: 8080
      servlet:
        session:
          timeout: 30m
    spring:
      application:
        name: spring-boot-redis
      cache:
        # 使用了Spring Cache后，能指定spring.cache.type就手动指定一下，虽然它会自动去适配已有Cache的依赖，但先后顺序会对Redis使用有影响（JCache -> EhCache -> Redis -> Guava）
        type: REDIS
      redis:
        host: 192.168.0.1
        port: 6379
        password: 123
        # 连接超时时间（ms）
        timeout: 10000
        # Redis默认情况下有16个分片，这里配置具体使用的分片，默认是0
        database: 0
        lettuce:
          pool:
            # 连接池最大连接数（使用负值表示没有限制） 默认 8
            max-active: 100
            # 连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制） 默认 -1
            max-wait: -1
            # 连接池中的最大空闲连接 默认 8
            max-idle: 8
            # 连接池中的最小空闲连接 默认 0
            min-idle: 0

#### 2.pox文件 ####

//为了方便测试 使用了web-starter
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
        //以下三个必须
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.apache.commons</groupId>
        <artifactId>commons-pool2</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.session</groupId>
        <artifactId>spring-session-data-redis</artifactId>
    </dependency>

### 二：测试 ###

#### 1.contoller层代码 ####

分布式锁测试控制层

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
    import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
    import org.springframework.util.StringUtils;
    import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
    import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
    
    /**
     * @author WJL
     * @version 1.0
     * @Date: 2022/8/20 23:18
     * @功能描述
     **/
    @RestController
    public class RedisTestController {
        
    
        @Autowired
        private RedisTemplate redisTemplate;
    
        @GetMapping("/testLock")
        public void testLock(){
        
            //1获取锁，setne
            Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111",3, TimeUnit.SECONDS);
            //2获取锁成功、查询num的值
            if(lock){
        
                Object value = redisTemplate.opsForValue().get("num");
                //2.1判断num为空return
                if(StringUtils.isEmpty(value)){
        
                    return;
                }
                //2.2有值就转成成int
                int num = Integer.parseInt(value+"");
                //2.3把redis的num加1
                redisTemplate.opsForValue().set("num", ++num);
                //2.4释放锁，del
                redisTemplate.delete("lock");
    
            }else{
        
                //3获取锁失败、每隔0.1秒再获取
                try {
        
                    Thread.sleep(100);
                    testLock();
                } catch (InterruptedException e) {
        
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    
    }

**要先在服务器的redis中 set num “0”**

#### 2.服务区测试效果 ####

使用 ab 测试工具：httpd-tools（yum install -y httpd-tools）

ab -n（一次发送的请求数） -c（请求的并发数） 访问路径

测试如下：5000请求，100并发  
ab -n 5000 -c 100 http://127.0.0.1:8206/testLock

![在这里插入图片描述][a2ff7a4cfa544cec809b1cabe831a9de.png_pic_center]

![在这里插入图片描述][b6d36aae2ce149febcfbcef226ffce2e.png_pic_center]

可以看到此时的num变成1000

### 三：小结 误删 ###

1.代码执行的流程梳理 例如 A先操作 1.上锁 2.具体操作 。假设服务器在A操作的时候卡顿，此时的时间已经过了设置的过期时间 3.自动释放key B抢到锁 1.进行上锁 2.进行具体操作 当A服务器反应过来的时候 继续进行操作，需要手动释放锁，但此时的锁在B当中，此时B操作没有完成就被释放B的锁！

2.解决方案 使用UUID防止误删 ，用uuid来标识不同的操作

![在这里插入图片描述][15b3b8664bea489eb09a5a4fc89d711e.png_pic_center]

### 四：优化 uuid来标识不同的操作 ###

主要是在生成锁的时候加上uuid

在释放锁的时候进行一个uuid的校验

String uuid= UUID.randomUUID().toString();
            //1获取锁，setne
            Boolean lock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", uuid , 3, TimeUnit.SECONDS);
            
    //2.4释放锁，del
    //判断比较uuid值是否一样
    if(uuid.equals(redisTemplate.opsForValue().get("lock"))){
        
        redisTemplate.delete("lock");
    }

### 五：使用lua脚本继续优化 ###

### 删除操作具有原子性 ###

问题：A会释放B的锁

![在这里插入图片描述][d1f88c561a234a9b8974ed295e6f94cf.png_pic_center]

### 解决的方案 ###

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

@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 100008348542
        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();
            }
        }
    }

六：总结

为了确保分布式锁可用，我们至少要确保锁的实现同时**满足以下四个条件**：

*  互斥性。在任意时刻，只有一个客户端能持有锁。
 *  不会发生死锁。即使有一个客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁，也能保证后续其他客户端能加锁。
 *  解铃还须系铃人。加锁和解锁必须是同一个客户端，客户端自己不能把别人加的锁给解了。
 *  加锁和解锁必须具有原子性。

[a2ff7a4cfa544cec809b1cabe831a9de.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/07/858bab79c71046479a6d534f6756a537.png
[b6d36aae2ce149febcfbcef226ffce2e.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/07/6a0c475235f945f4bbd9cda1e0898c67.png
[15b3b8664bea489eb09a5a4fc89d711e.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/07/f59ecb1f5fbc46c78096f12cdbf554fa.png
[d1f88c561a234a9b8974ed295e6f94cf.png_pic_center]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/04/07/1c15a52eb9754623a16867c2e2e7a8c5.png