RedisTemplate下Redis分布式锁引发的系列问题

深藏阁楼爱情的钟 2022-02-13 09:59 139阅读 0赞

自己的项目因为会一直抓取某些信息，但是本地会和线上经常一起跑，造成冲突。这其实就是我们常说的分布式集群的问题了，本地和线上的服务器构成了集群以及QPS为2的小并发(其实也不叫并发，不知道拿什么词形容?)。

首先，分布式集群的问题大家都知道，会造成数据库的插入重复问题，会造成一系列的并发性问题。

解决的方式呢也大概如下几点，百度以及谷歌上都能搜到的解决方式：

1：数据库添加唯一索引

2：设计接口幂等性

3：依靠中间件使用分布式锁，而分布式锁又分为Redis和Zookeeper

由于Zookeeper我没怎么接触过，并且我项目中本来就引用了Redis，所以就想着用Redis来做分布式锁，也高端洋气上档次点。

首先基于Redis的操作，我们必须要保证其原子性，也就是要么全部成功，要么全部失败，先从Redis的客户端入手。

就Redis客户端而言，我们通过的操作是先使用setnx指令，如果成功则返回1，失败则返回0

![20190427185612144.png][]

可是就分布锁锁而言，一个常用的问题就是如果一个服务setnx成功了，但是在解锁的时候如果发生了宕机或者一些特殊因素，导致无法解锁，那么其他服务将陷入死锁的状态。所以，我们在用 setnx 的同时想着去用 expire 指令对锁进行一个过期操作

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xteDEyNTI1NA_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

从指令可以看出 setnx 和 expire 指令是分开的，如果在这中间的空隙过程中如果有特殊因素导致指令无法继续，也会导致死锁的产生。

以下参考自老钱的 [Redis 深度历险：核心原理与应用实践][Redis]

为了解决这个疑难，Redis 开源社区涌现了一堆分布式锁的 library，专门用来解决这个问题。实现方法极为复杂，小白用户一般要费很大的精力才可以搞懂。如果你需要使用分布式锁，意味着你不能仅仅使用 Jedis 或者 redis-py 就行了，还得引入分布式锁的 library。

为了治理这个乱象，Redis 2.8 版本中作者加入了 set 指令的扩展参数，使得 setnx 和 expire 指令可以一起执行，彻底解决了分布式锁的乱象。从此以后所有的第三方分布式锁 library 可以休息了。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xteDEyNTI1NA_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

以上都是基于Redis的操作，但是我们在JAVA中如何去运用分布式锁呢。

首先在Redis方面我用的是RedisTemplate对Redis进行操作的 ，而RedisTemplate在目前情况下如果不借助于是无法保证其原子性的，所以我们需要借助于Redis的Lua脚本。

先上Lua脚本的代码

// 加锁
    if 
            redis.call('setNx',KEYS[1],ARGV[1]) 
        then 
            if redis.call('get',KEYS[1])==ARGV[1] 
        then 
            return redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2]) 
        else 
            return 0 
        end 
    end
    
    
    
    // 解锁
    if 
        redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] 
    then 
        return redis.call('del', KEYS[1]) 
    else 
        return 0 
    end

Java调用脚本有两种方式

1。新建一个脚本文件，在代码中调用其绝对路径地址

redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource(地址)));

2。在Java代码中以字符串的方式传入

redisScript.setScriptText(脚本);

我是用的第二种方式实现的，下面是JAVA代码

/**
         * 获取锁
         * @param lockKey
         * @param value
         * @param expireTime：单位-秒
         * @return
         */
        public boolean getLock(String lockKey, String value, int expireTime){
            boolean ret = false;
            try{
                String script = "if redis.call('setNx',KEYS[1],ARGV[1]) then if redis.call('get',KEYS[1])==ARGV[1] then return redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[2]) else return 0 end end";
    
                RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(script, Long.class);
    
                Object result = redisTemplate.execute(redisScript,new StringRedisSerializer(),new StringRedisSerializer(), Collections.singletonList(lockKey),value,expireTime + "");
                System.out.println(result + "-----------");
                //Object result = redisTemplate.execute(redisScript, Collections.singletonList(lockKey),value,expireTime + "");
    
                if(SUCCESS.equals(result)){
                    return true;
                }
    
            }catch(Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
            return ret;
        }
    
        /**
         * 释放锁
         * @param lockKey
         * @param value
         * @return
         */
        public boolean releaseLock(String lockKey, String value){
    
            String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
    
            RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(script, Long.class);
    
            Object result = redisTemplate.execute(redisScript,new StringRedisSerializer(),new StringRedisSerializer(), Collections.singletonList(lockKey),value);
            if(SUCCESS.equals(result)) {
                return true;
            }
    
            return false;
        }

以上代码已经在我的项目中确切可以使用了。但是在使用的过程中遇到了许多问题。

1：java.lang.IllegalStateException

在返回值方面，会经常报IllegalStateException。

RedisScript<String> redisScript = new DefaultRedisScript<>(script, String.class);

用String类型时候，经常会报类型转换异常。我在代码中使用的Long类型接收该类型，在命令行中我们也看到命令行结果返回的是数字0或者1，保险起见我们也可以用Object对象来接收结果集。

2：**ERR value is not an integer or out of range**

这个问题纠结了我一个下午至少，Redis报的异常都是很深的，从跟踪源码的时候看到，我们在调用redisTemplate.execute的方法时候，如果不传序列化的参数的时候，代码默认调用的是 Jdkserializationredisserializer 来进行序列化和反序列化操作，这是jdk自带的序列化操作，使用该序列化的对象必须要实现Serializable接口。所以该序列化接口是用于对实体类的序列化。

所以在进行 execute 操作的时候，我们传入 Stringredisserializer，该序列化接口是专用于对字符串类型的序列化操作。具体的区别可以去这两个类的源码中看下他们的加密方式。

因为时间以及个人能力的问题，对部分源码有点未理解，所以没有做到全方位的解读这些异常的原因，以后有机会会将源码细读并分析其异常原因。

以上是我对Redis分布式锁的一些个人的理解以及遇到的问题，如有错误请帮忙指正，多多包涵。

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[Redis]: https://juejin.im/book/5afc2e5f6fb9a07a9b362527
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