使用Redis实现分布式锁的代码演示_Redis

一、引言

在分布式系统中，多个节点可能会同时访问共享资源，这就可能导致数据不一致的问题。为了解决这个问题，分布式锁应运而生。redis作为一个高性能的内存数据库，提供了多种机制来实现分布式锁，本文将详细介绍如何使用redis实现分布式锁。

二、分布式锁的基本概念

分布式锁是一种跨多个进程或节点的锁机制，用于协调对共享资源的访问。它保证了在任意时刻，只有一个客户端能够持有锁，从而避免了并发访问导致的数据不一致问题。

三、redis实现分布式锁的原理

redis提供了多种命令和机制来实现分布式锁，以下是几种常见的实现方式：

1. setnx命令

setnx（set if not exists）命令用于在键不存在时设置键的值。如果键已经存在，则操作失败。这个命令可以用来实现简单的分布式锁。但是，setnx命令本身并不具备设置过期时间的功能，因此需要结合expire命令一起使用。然而，这两个命令并不是原子的，如果setnx成功但expire失败，就可能导致死锁。

2. set命令的扩展参数

redis的set命令支持多个扩展参数，如nx（not exists）、ex（expire seconds）和px（expire milliseconds）。其中，nx和ex/px组合使用可以实现原子性的加锁操作。例如，set lock_key unique_lock_value nx ex 10命令表示在lock_key不存在时设置其值为unique_lock_value，并设置过期时间为10秒。

3. lua脚本保证原子性

为了确保加锁和释放锁的原子性，可以使用lua脚本将多个redis命令打包成一个原子操作。例如，可以使用lua脚本来实现加锁和设置过期时间的原子操作。

四、redis实现分布式锁的步骤

1. 引入redis依赖

在spring boot项目中，可以通过在pom.xml文件中添加redis的依赖来引入redis支持。

<dependency>
    <groupid>org.springframework.boot</groupid>
    <artifactid>spring-boot-starter-data-redis</artifactid>
</dependency>

2. 加锁实现

加锁操作可以使用set命令的扩展参数或lua脚本来实现。以下是一个使用set命令的扩展参数实现加锁的示例：

import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.data.redis.core.stringredistemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.defaultredisscript;
import org.springframework.stereotype.component;
import java.util.collections;
import java.util.concurrent.timeunit;
@component
public class redislockutil {
    @autowired
    private stringredistemplate redistemplate;
    private static final string lock_success = "ok";
    private static final long release_success = 1l;
    /**
     * 尝试获取分布式锁
     *
     * @param lockkey     锁键
     * @param requestid   请求标识
     * @param expiretime  过期时间
     * @param timeunit    时间单位
     * @return 是否获取成功
     */
    public boolean trylock(string lockkey, string requestid, long expiretime, timeunit timeunit) {
        string result = redistemplate.opsforvalue().setifabsent(lockkey, requestid, expiretime, timeunit);
        return lock_success.equals(result);
    }
}

3. 释放锁实现

释放锁操作需要确保只释放自己持有的锁，以防止误删其他客户端的锁。这可以通过先获取锁的值，然后判断该值是否与自己的请求标识一致来实现。为了确保操作的原子性，可以使用lua脚本来实现。

import org.springframework.data.redis.core.script.defaultredisscript;
/**
 * 释放分布式锁
 *
 * @param lockkey     锁键
 * @param requestid   请求标识
 * @return 是否释放成功
 */
public boolean unlock(string lockkey, string requestid) {
    string script = "if redis.call('get', keys[1]) == argv[1] then return redis.call('del', keys[1]) else return 0 end";
    defaultredisscript<long> redisscript = new defaultredisscript<>();
    redisscript.setscripttext(script);
    redisscript.setresulttype(long.class);
    return redistemplate.execute(redisscript, collections.singletonlist(lockkey), requestid) == release_success;
}

4. 设置锁过期时间

在加锁时，需要设置锁的过期时间，以防止死锁的发生。过期时间应根据具体业务需求来设置，不宜过长或过短。

五、代码演示

1. 引入依赖

确保在pom.xml文件中引入了redis的依赖。

<dependency>
    <groupid>org.springframework.boot</groupid>
    <artifactid>spring-boot-starter-data-redis</artifactid>
</dependency>

2. 加锁与释放锁的工具类

import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.data.redis.core.stringredistemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.defaultredisscript;
import org.springframework.stereotype.component;
import java.util.collections;
import java.util.concurrent.timeunit;
@component
public class redislockutil {
    @autowired
    private stringredistemplate redistemplate;
    private static final string lock_success = "ok";
    private static final long release_success = 1l;
    /**
     * 尝试获取分布式锁
     *
     * @param lockkey     锁键
     * @param requestid   请求标识
     * @param expiretime  过期时间
     * @param timeunit    时间单位
     * @return 是否获取成功
     */
    public boolean trylock(string lockkey, string requestid, long expiretime, timeunit timeunit) {
        string result = redistemplate.opsforvalue().setifabsent(lockkey, requestid, expiretime, timeunit);
        return lock_success.equals(result);
    }
    /**
     * 释放分布式锁
     *
     * @param lockkey     锁键
     * @param requestid   请求标识
     * @return 是否释放成功
     */
    public boolean unlock(string lockkey, string requestid) {
        string script = "if redis.call('get', keys[1]) == argv[1] then return redis.call('del', keys[1]) else return 0 end";
        defaultredisscript<long> redisscript = new defaultredisscript<>();
        redisscript.setscripttext(script);
        redisscript.setresulttype(long.class);
        return redistemplate.execute(redisscript, collections.singletonlist(lockkey), requestid) == release_success;
    }
}

3. 使用示例

import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.getmapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.requestparam;
import org.springframework.web.bind.annotation.restcontroller;
@restcontroller
public class lockcontroller {
    @autowired
    private redislockutil redislockutil;
    @getmapping("/lock")
    public string lock(@requestparam string lockkey, @requestparam long expiretime) {
        string requestid = string.valueof(system.currenttimemillis());
        if (redislockutil.trylock(lockkey, requestid, expiretime, timeunit.milliseconds)) {
            try {
                // 执行业务逻辑
                return "加锁成功，执行业务逻辑";
            } finally {
                redislockutil.unlock(lockkey, requestid);
            }
        } else {
            return "加锁失败，请重试";
        }
    }
}