《Dubbo 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《Netty 实现原理与源码解析 —— 精品合集》
《Spring 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《MyBatis 实现原理与源码解析 —— 精品合集》
《Spring MVC 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《数据库实体设计合集》
《Spring Boot 实现原理与源码解析 —— 精品合集》 《Java 面试题 + Java 学习指南》

摘要: 原创出处 https://www.cnblogs.com/wangrudong003/p/10627539.html 「神牛003」欢迎转载,保留摘要,谢谢!


🙂🙂🙂关注微信公众号:【芋道源码】有福利:

  1. RocketMQ / MyCAT / Sharding-JDBC 所有源码分析文章列表
  2. RocketMQ / MyCAT / Sharding-JDBC 中文注释源码 GitHub 地址
  3. 您对于源码的疑问每条留言将得到认真回复。甚至不知道如何读源码也可以请教噢
  4. 新的源码解析文章实时收到通知。每周更新一篇左右
  5. 认真的源码交流微信群。

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:

1、parallelStream():并行流模拟多用户抢购

2、(startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis():判断未抢成功的用户,timeout秒内继续获取锁

3、获取锁前和后都判断库存是否还足够

4、jedisCom.setnx(shangpingKey, b):用户获取抢购锁

5、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:

文章目录
  1. 1. Jedis的nx生成锁
  2. 2. 如何删除锁
  3. 3. 模拟抢单动作(10w个人开抢)