本篇内容主要讲解的是 Redis 分布式锁, 这个在各大厂面试几乎都是必备的, 下面结合模拟抢单的场景来使用她; 本篇不涉及到的 Redis 环境搭建, 快速搭建个人测试环境, 这里建议使用 docker; 本篇内容节点如下:
jedis 的 nx 生成锁
如何删除锁
模拟抢单动作(10w 个人开抢)
jedis 的 nx 生成锁
对于 java 中想操作 Redis, 好的方式是使用 jedis, 首先 pom 中引入依赖:
- <dependency>
- <groupId>Redis.clients</groupId>
- <artifactId>jedis</artifactId>
- </dependency>
对于分布式锁的生成通常需要注意如下几个方面:
创建锁的策略: Redis 的普通 key 一般都允许覆盖, A 用户 set 某个 key 后, B 在 set 相同的 key 时同样能成功, 如果是锁场景, 那就无法知道到底是哪个用户 set 成功的; 这里 jedis 的 setnx 方式为我们解决了这个问题, 简单原理是: 当 A 用户先 set 成功了, 那 B 用户 set 的时候就返回失败, 满足了某个时间点只允许一个用户拿到锁.
锁过期时间: 某个抢购场景时候, 如果没有过期的概念, 当 A 用户生成了锁, 但是后面的流程被阻塞了一直无法释放锁, 那其他用户此时获取锁就会一直失败, 无法完成抢购的活动; 当然正常情况一般都不会阻塞, A 用户流程会正常释放锁; 过期时间只是为了更有保障.
下面来上段 setnx 操作的代码:
- public boolean setnx(String key, String val) {
- Jedis jedis = null;
- try {
- jedis = jedisPool.getResource();
- if (jedis == null) {
- return false;
- }
- return jedis.set(key, val, "NX", "PX", 1000 * 60).
- equalsIgnoreCase("ok");
- } catch (Exception ex) {
- } finally {
- if (jedis != null) {
- jedis.close();
- }
- }
- return false;
- }
这里注意点在于 jedis 的 set 方法, 其参数的说明如:
NX: 是否存在 key, 存在就不 set 成功
PX:key 过期时间单位设置为毫秒(EX: 单位秒)
setnx 如果失败直接封装返回 false 即可, 下面我们通过一个 get 方式的 API 来调用下这个 setnx 方法:
- @GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
- public boolean setnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
- return jedisCom.setnx(key, val);
- }
访问如下测试 url, 正常来说第一次返回了 true, 第二次返回了 false, 由于第二次请求的时候 Redis 的 key 已存在, 所以无法 set 成功
由上图能够看到只有一次 set 成功, 并 key 具有一个有效时间, 此时已到达了分布式锁的条件.
如何删除锁
上面是创建锁, 同样的具有有效时间, 但是我们不能完全依赖这个有效时间, 场景如: 有效时间设置 1 分钟, 本身用户 A 获取锁后, 没遇到什么特殊情况正常生成了抢购订单后, 此时其他用户应该能正常下单了才对, 但是由于有个 1 分钟后锁才能自动释放, 那其他用户在这 1 分钟无法正常下单(因为锁还是 A 用户的), 因此我们需要 A 用户操作完后, 主动去解锁:
- public int delnx(String key, String val) {
- Jedis jedis = null;
- try {
- jedis = jedisPool.getResource();
- if (jedis == null) {
- return 0;
- }
- //if Redis.call('get','orderkey')=='1111' then return Redis.call('del','orderkey') else return 0 end
- StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
- sbScript.append("if redis.call('get','").append(key).append("')").append("=='").append(val).append("'").
- append("then").
- append("return redis.call('del','").append(key).append("')").
- append("else").
- append("return 0").
- append("end");
- return Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());
- } catch (Exception ex) {
- } finally {
- if (jedis != null) {
- jedis.close();
- }
- }
- return 0;
- }
这里也使用了 jedis 方式, 直接执行 lua 脚本: 根据 val 判断其是否存在, 如果存在就 del;
其实个人认为通过 jedis 的 get 方式获取 val 后, 然后再比较 value 是否是当前持有锁的用户, 如果是那最后再删除, 效果其实相当; 只不过直接通过 eval 执行脚本, 这样避免多一次操作了 Redis 而已, 缩短了原子操作的间隔.(如有不同见解请留言探讨); 同样这里创建个 get 方式的 API 来测试:
- @GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
- public int delnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
- return jedisCom.delnx(key, val);
- }
注意的是 delnx 时, 需要传递创建锁时的 value, 因为通过 et 的 value 与 delnx 的 value 来判断是否是持有锁的操作请求, 只有 value 一样才允许 del;
模拟抢单动作(10w 个人开抢)
有了上面对分布式锁的粗略基础, 我们模拟下 10w 人抢单的场景, 其实就是一个并发操作请求而已, 由于环境有限, 只能如此测试; 如下初始化 10w 个用户, 并初始化库存, 商品等信息, 如下代码:
- // 总库存
- private long nKuCuen = 0;
- // 商品 key 名字
- private String shangpingKey = "computer_key";
- // 获取锁的超时时间 秒
- private int timeout = 30 * 1000;
- @GetMapping("/qiangdan")
- public List<String> qiangdan() {
- // 抢到商品的用户
- List<String> shopUsers = new ArrayList<>();
- // 构造很多用户
- List<String> users = new ArrayList<>();
- IntStream.range(0, 100000).parallel().forEach(b -> {
- users.add("神牛 -" + b);
- });
- // 初始化库存
- nKuCuen = 10;
- // 模拟开抢
- users.parallelStream().forEach(b -> {
- String shopUser = qiang(b);
- if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
- shopUsers.add(shopUser);
- }
- });
- return shopUsers;
- }
有了上面 10w 个不同用户, 我们设定商品只有 10 个库存, 然后通过并行流的方式来模拟抢购, 如下抢购的实现:
- /**
- * 模拟抢单动作
- *
- * @param b
- * @return
- */
- private String qiang(String b) {
- // 用户开抢时间
- long startTime = System.currentTimeMillis();
- // 未抢到的情况下, 30 秒内继续获取锁
- while ((startTime + timeout)>= System.currentTimeMillis()) {
- // 商品是否剩余
- if (nKuCuen <= 0) {
- break;
- }
- if (jedisCom.setnx(shangpingKey, b)) {
- // 用户 b 拿到锁
- logger.info("用户 {} 拿到锁...", b);
- try {
- // 商品是否剩余
- if (nKuCuen <= 0) {
- break;
- }
- // 模拟生成订单耗时操作, 方便查看: 神牛 - 50 多次获取锁记录
- try {
- TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- // 抢购成功, 商品递减, 记录用户
- nKuCuen -= 1;
- // 抢单成功跳出
- logger.info("用户 {} 抢单成功跳出... 所剩库存:{}", b, nKuCuen);
- return b + "抢单成功, 所剩库存:" + nKuCuen;
- } finally {
- logger.info("用户 {} 释放锁...", b);
- // 释放锁
- jedisCom.delnx(shangpingKey, b);
- }
- } else {
- // 用户 b 没拿到锁, 在超时范围内继续请求锁, 不需要处理
- // if (b.equals("神牛 - 50") || b.equals("神牛 - 69")) {
- // logger.info("用户 {} 等待获取锁...", b);
- // }
- }
- }
- return "";
- }
这里实现的逻辑是:
parallelStream(): 并行流模拟多用户抢购
(startTime + timeout)>= System.currentTimeMillis(): 判断未抢成功的用户, timeout 秒内继续获取锁
获取锁前和后都判断库存是否还足够
jedisCom.setnx(shangpingKey, b): 用户获取抢购锁
获取锁后并下单成功, 最后释放锁: jedisCom.delnx(shangpingKey, b)
再来看下记录的日志结果:
最终返回抢购成功的用户:
来源: https://www.cnblogs.com/wangrudong003/p/10627539.html