Redisson(一):分布式下高并发的问题

2021/10/3 19:11:14

本文主要是介绍Redisson(一):分布式下高并发的问题,对大家解决编程问题具有一定的参考价值,需要的程序猿们随着小编来一起学习吧!

    • Redis分布式锁
      • 实现
      • 高并发情境下出现的问题
      • 锁续命

Redis分布式锁

为什么要用到分布式锁呢?

对于单机项目来说,不需要使用到分布式锁,只要使用自己JVM的锁就够用了,但是当项目搭上了集群之后,同个项目是有几个实例去对外提供服务的,那么就需要使用分布式锁,本质来说分布式锁就是让不同实例之前可以使用同一把锁

实现

Redis作分布式锁,本质上就是使用了一条set命令

setnx key value

这个命令的作用是

  • 假如key不存在,就如一般的set key value命令一样,只是往数据库添加键值对
  • 假如key存在,原本的set key value是会对存在的key对应的value进行覆盖,而对于setnx命令来说,是不进行任何操作的!!!

其实setnx的对应的意思就是set if not exist,对应的redisTemplate方法是setIfAbsent,返回一个布尔值,代表是否设置成功

下面来简单实现一下

    public void lock(){
        //定义锁的名字,代表锁了什么资源,比如这是一把仓库锁
        String lockName = "stock-lock";
        //进行加锁
        while (true){
            //进行setnx 加锁
            if(redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockName,"myLock")){
                break;
            }
            //加锁失败,继续去加锁
        }
        //加锁成功才会出来
        try{
            //做业务逻辑
        }finally {
            //释放锁
            redisTemplate.delete(lockName);
        }
    }

整体的步骤也比较简单

  • 尝试进行获取锁
    • 获取锁失败,回旋继续获取锁
    • 获取锁成功,执行业务逻辑,并且finally最终释放锁

这出现了一个问题,假如获取锁的项目实例挂了怎么办,即锁永远不会被释放出来,那就完蛋了。

所以,我们可以给锁设置一个过期时间,但要注意,必须是一个原子性操作,也就是获取锁和设置过期时间必须为一个原子,要么同时失败,要么同时成功,否则在获取锁成功,实例就挂了,造成的结果是一样的

所幸,Redis提供了这个原子性操作

//获取锁成功并给锁设置10S的过期时间
redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockName,"myLock",Duration.ofSeconds(10)

那这样就没问题了吗?

不,其实还有一个很严重的问题,就是锁续命!!!

高并发情境下出现的问题

从上面的代码上可以注意到,所有的实例都是共用一把锁,对于低并发量来说可能没什么问题,但对于真正业务上的高并发,就会产生致命的问题

回看我们的代码,经过设置成功后,变成了下面

    public void lock(){
        //定义锁的名字,代表锁了什么资源,比如这是一把仓库锁
        String lockName = "stock-lock";
        //进行加锁
        while (true){
            //进行setnx 加锁
            boolean flag = redisTemplate.opsForValue().
                    setIfAbsent(lockName,"myLock",Duration.ofSeconds(10));
            if(flag){
                break;
            }
            //加锁失败,继续去加锁
        }
        //加锁成功才会出来
        try{
            //做业务逻辑
        }finally {
            //释放锁
            redisTemplate.delete(lockName);
        }
    }

在这里,我们已经给锁设置了10S的过期时间,假如,一个线程成功获取了锁并且加上了过期时间,但这个线程没在锁规定的过期时间完成它的业务,即锁过期了,这个线程依然在执行业务,没有走到最后finally释放锁的流程,锁就已经过期了

只要一旦释放了锁,在高并发的场景下,就会立马有线程去获取锁,假如此时线程B获取了锁,那么此时前面一个线程A执行太慢了,锁过期了还没执行完,当B获取了锁之后,线程A执行完了,执行delete操作,把B的锁给释放掉了,让其他线程又可以去获取了,从而造成一系列连锁的反应

从这个场景来看,我们可以分析得出两个问题

  1. 无法保证线程在锁的过期时间内完成业务,需要进行锁续命
  2. 线程可能存在释放别人的锁的问题

第二个问题比较好解决,我们只需要让其他线程意识到这把锁不是自己的,就不会释放别人的锁了,我们可以让value来当作锁的标签,表明这把锁是谁的!!!

    public void lock(){
        //定义锁的名字,代表锁了什么资源,比如这是一把仓库锁
        String lockName = "stock-lock";
        //给锁贴上一个标签,表明这把锁是我的
        String myName = UUID.randomUUID().toString();
        //进行加锁
        while (true){
            //进行setnx 加锁
            boolean flag = redisTemplate.opsForValue().
                    setIfAbsent(lockName,myName,Duration.ofSeconds(10));
            if(flag){
                break;
            }
            //加锁失败,继续去加锁
        }
        //加锁成功才会出来
        try{
            //做业务逻辑
        }finally {
            //获取锁的标签,并判断是不是自己的锁
            //自己的锁就释放掉
            if(myName.equals(redisTemplate.opsForValue().get("stock-lock"))){
                //释放锁
                redisTemplate.delete(lockName);
            }
        }
    }

解决掉了第二个问题,但我们依然没有解决第一个问题,那就是如何保证线程在锁过期时间内完成业务

所以就有了锁续命的问题

锁续命

什么是锁续命呢?

在获取锁成功后,我们就开启一个子线程,子线程去监控线程是否已经完成了业务,如果没有完成业务,就给锁延长过期时间,知道线程完成了业务,就不再继续延长过期时间,让线程可以去释放锁,即使线程突然挂了,锁依然有着过期时长,不怕不会被释放掉



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