学习高可靠Redis分布式锁实现思路
一、分布式锁的必要性
在单体应用时代,我们使用ReentrantLock或synchronized就能解决线程安全问题。但当系统拆分为分布式架构后(目前大多数公司应该不会只是单体应用了),跨进程的共享资源竞争就成了必须要解决的问题。
分布式锁由此应运而生,但是必须解决三大核心问题:
- 竞态条件:多人操作共享资源,顺序不可控
- 锁失效:锁自动过期但业务未执行完,其他客户端抢占资源 / 加锁成功但未设置过期时间,服务宕机导致死锁
- 锁误删:客户端A释放了客户端B持有的锁。
二、核心实现解析(附源码)
2.1 原子性加锁
local lockKey = KEYS[1] -- 锁的键名,如"order_lock_123"
local lockSecret = ARGV[1] -- 锁的唯一标识(建议UUID)
local expireTime = tonumber(ARGV[2]) -- 过期时间(单位:秒)
-- 参数有效性校验
if not expireTime or expireTime <= 0 then
return "0" -- 参数非法直接返回失败
end
-- 原子操作:SET lockKey lockSecret NX EX expireTime
local result = redis.call("set", lockKey, lockSecret, "NX", "EX", expireTime)
return result and "1" or "0" -- 成功返回"1",失败返回"0"
设计思路:
- value使用客户端唯一标识(推荐SnowflakeID)
- 参数校验:防止传入非法过期时间
- 原子性:单命令完成"判断+设置+过期"操作
2.2 看门狗续期机制
local lockKey = KEYS[1] -- 锁的键名
local lockSecret = ARGV[1] -- 锁标识
local expireTime = tonumber(ARGV[2]) -- 新的过期时间
-- 参数校验
if not expireTime or expireTime <= 0 then
return "0"
end
-- 获取当前锁的值
local storedSecret = redis.call("get", lockKey)
-- 续期逻辑
if storedSecret == lockSecret then
-- 值匹配则延长过期时间
local result = redis.call("expire", lockKey, expireTime)
return result == 1 and "1" or "0" -- 续期成功返回"1"
else
-- 锁不存在或值不匹配
return "0"
end
// 定时续约线程
watchdogExecutor.scheduleAtFixedRate(() -> {
locks.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue().isCancelled());
for (Entry<String, Lock> entry : locks.entrySet()) {
if (!entry.getValue().isCancelled()) {
String result = redisTemplate.execute(RENEWAL_SCRIPT,
Collections.singletonList(key),
lock.value, "30");
if ("0".equals(result)) lock.cancel();
}
}
}, 0, 10, TimeUnit.SECONDS);
设计思路:
- 续期间隔=过期时间/3(如30s过期则10s续期)
- 异步线程池需单独配置
- 双重校验锁状态(内存标记+Redis实际值)
2.3 安全释放锁
local lockKey = KEYS[1] -- 锁的键名
local lockSecret = ARGV[1] -- 要释放的锁标识
-- 获取当前锁的值
local storedSecret = redis.call("get", lockKey)
-- 校验锁归属
if storedSecret == lockSecret then
-- 值匹配则删除Key
return redis.call("del", lockKey) == 1 and "1" or "0"
else
-- 值不匹配
return "0"
end
设计思路:
- 校验value避免误删其他线程的锁
三、源码
package org.example.tao.util;
import com.alibaba.fastjson2.JSON;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.RedisScript;
import javax.annotation.PreDestroy;
import java.util.Collections;
import java.util.Map;
import java.util.Objects;
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
import java.util.concurrent.Executors;
import java.util.concurrent.ScheduledExecutorService;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
public class RedisUtils {
static class Lock {
private final String value;
private volatile boolean isCancelled = false;
public Lock(String value) {
this.value = value;
}
public boolean isCancelled() {
return isCancelled;
}
public void cancel() {
isCancelled = true;
}
}
private static final String LOCK_LUA = "local lockKey = KEYS[1]\n" + "local lockSecret = ARGV[1]\n" + "local expireTime = tonumber(ARGV[2]) -- 动态过期时间\n" + "if not expireTime or expireTime <= 0 then\n" + " return \"0\"\n" + "end\n" + "local result = redis.call(\"set\", lockKey, lockSecret, \"NX\", \"EX\", expireTime)\n" + "return result and \"1\" or \"0\"";
private static final String RELEASE_LOCK_LUA = "local lockKey = KEYS[1]\n" + "local lockSecret = ARGV[1]\n" + "local storedSecret = redis.call(\"get\", lockKey)\n" + "if storedSecret == lockSecret then\n" + " return redis.call(\"del\", lockKey) == 1 and \"1\" or \"0\"\n" + "else\n" + " return \"0\"\n" + "end";
private static final String RENEWAL_LUA = "local lockKey = KEYS[1]\n" + "local lockSecret = ARGV[1]\n" + "local expireTime = tonumber(ARGV[2])\n" + "if not expireTime or expireTime <= 0 then\n" + " return \"0\"\n" + "end\n" + "local storedSecret = redis.call(\"get\", lockKey)\n" + "if storedSecret == lockSecret then\n" + " local result = redis.call(\"expire\", lockKey, expireTime)\n" + " return result == 1 and \"1\" or \"0\"\n" + "else\n" + " return \"0\"\n" + "end";
private final String defaultExpireTime = "30";
private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
private final Map<String, Lock> locks = new ConcurrentHashMap<>();
private final ScheduledExecutorService watchdogExecutor = Executors.newScheduledThreadPool(1);
public RedisUtils(RedisTemplate<String, String> redisTemplate) {
this.redisTemplate = redisTemplate;
watchdogExecutor.scheduleAtFixedRate(() -> {
try {
System.out.println("watchdogExecutor 执行中... locks => " + JSON.toJSONString(locks));
locks.entrySet().removeIf(entry -> entry.getValue().isCancelled());
for (Map.Entry<String, Lock> entry : locks.entrySet()) {
String key = entry.getKey();
Lock lock = entry.getValue();
if (!lock.isCancelled()) {
RedisScript<String> redisScript = RedisScript.of(RENEWAL_LUA, String.class);
String result = redisTemplate.execute(redisScript, Collections.singletonList(key), lock.value, defaultExpireTime);
if (Objects.equals(result, "0")) {
lock.cancel(); // 移除已经释放的锁
}
}
}
} catch (Exception e) {
System.err.println("看门狗任务执行失败: " + e.getMessage());
}
}, 0, 10, TimeUnit.SECONDS);
}
public boolean acquireLock(String key, String value) {
RedisScript<String> redisScript = RedisScript.of(LOCK_LUA, String.class);
String result = redisTemplate.execute(redisScript, Collections.singletonList(key), value, defaultExpireTime);
if (Objects.equals(result, "1")) {
locks.put(key, new Lock(value));
return true;
}
return false;
}
public boolean acquireLockWithRetry(String key, String value, int maxRetries, long retryIntervalMillis) {
int retryCount = 0;
while (retryCount < maxRetries) {
boolean result = this.acquireLock(key, value);
if (result) {
locks.put(key, new Lock(value));
return true;
}
retryCount++;
try {
Thread.sleep(retryIntervalMillis);
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
return false;
}
}
return false;
}
public boolean releaseLock(String key, String value) {
RedisScript<String> redisScript = RedisScript.of(RELEASE_LOCK_LUA, String.class);
String result = redisTemplate.execute(redisScript, Collections.singletonList(key), value);
if (Objects.equals(result, "1")) {
Lock lock = locks.get(key);
if (lock != null) {
lock.cancel();
}
return true;
}
return false;
}
@PreDestroy
public void shutdown() {
watchdogExecutor.shutdown();
try {
if (!watchdogExecutor.awaitTermination(60, TimeUnit.SECONDS)) {
watchdogExecutor.shutdownNow();
}
} catch (InterruptedException e) {
watchdogExecutor.shutdownNow();
}
}
}
四、如何使用
4.1 配置类
@Configuration
public class AppConfig {
@Resource
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@Bean
public RedisUtils init() {
return new RedisUtils(redisTemplate);
}
}
4.2 使用
@RestController
@RequestMapping("/users")
public class UserController {
@Resource
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@PostMapping("/test2")
public Boolean test2(@RequestBody Map<String, String> map) {
boolean res;
if (Objects.equals(map.get("lockFlag"), "true")) {
res = redisUtils.acquireLock(map.get("key"), map.get("value"));
} else {
res = redisUtils.releaseLock(map.get("key"), map.get("value"));
}
return res;
}
}
后记
还是免责声明,仅供学习参考
学习高可靠Redis分布式锁实现思路的更多相关文章
- 关于分布式锁原理的一些学习与思考-redis分布式锁,zookeeper分布式锁
首先分布式锁和我们平常讲到的锁原理基本一样,目的就是确保,在多个线程并发时,只有一个线程在同一刻操作这个业务或者说方法.变量. 在一个进程中,也就是一个jvm 或者说应用中,我们很容易去处理控制,在j ...
- 高并发redis分布式锁
1.方法一 2方法二
- 基于redis实现可靠的分布式锁
什么是锁 今天要谈的是如何在分布式环境下实现一个全局锁,在开始之前先说说非分布式下的锁: 单机 – 单进程程序使用互斥锁mutex,解决多个线程之间的同步问题 单机 – 多进程程序使用信号量sem,解 ...
- Redis 当成数据库在使用和可靠的分布式锁,Redlock 真的可行么?
怎样做可靠的分布式锁,Redlock 真的可行么? https://martin.kleppmann.com/2016/02/08/how-to-do-distributed-locking.html ...
- redis整理:常用命令,雪崩击穿穿透原因及方案,分布式锁实现思路,分布式锁redission(更新中)
redis个人整理笔记 reids常见数据结构 基本类型 String: 普通key-value Hash: 类似hashMap List: 双向链表 Set: 不可重复 SortedSet: 不可重 ...
- redis咋么实现分布式锁,redis分布式锁的实现方式,redis做分布式锁 积极正义的少年
前言 分布式锁一般有三种实现方式:1. 数据库乐观锁:2. 基于Redis的分布式锁:3. 基于ZooKeeper的分布式锁.本篇博客将介绍第二种方式,基于Redis实现分布式锁.虽然网上已经有各种介 ...
- 死磕 java同步系列之redis分布式锁进化史
问题 (1)redis如何实现分布式锁? (2)redis分布式锁有哪些优点? (3)redis分布式锁有哪些缺点? (4)redis实现分布式锁有没有现成的轮子可以使用? 简介 Redis(全称:R ...
- 面试官:你真的了解Redis分布式锁吗?
什么是分布式锁 说到Redis,我们第一想到的功能就是可以缓存数据,除此之外,Redis因为单进程.性能高的特点,它还经常被用于做分布式锁. 锁我们都知道,在程序中的作用就是同步工具,保证共享资源在同 ...
- Redis分布式锁 (图解-秒懂-史上最全)
文章很长,而且持续更新,建议收藏起来,慢慢读! 高并发 发烧友社群:疯狂创客圈(总入口) 奉上以下珍贵的学习资源: 疯狂创客圈 经典图书 : 极致经典 + 社群大片好评 < Java 高并发 三 ...
- Redis 分布式锁使用不当,酿成一个重大事故,超卖了100瓶飞天茅台!!!(转)
基于Redis使用分布式锁在当今已经不是什么新鲜事了. 本篇文章主要是基于我们实际项目中因为redis分布式锁造成的事故分析及解决方案.我们项目中的抢购订单采用的是分布式锁来解决的,有一次,运营做了一 ...
随机推荐
- Web前端常见的英文缩写
PV (Page View)页面浏览量 FED(Front-End Development)前端开发 F2E(Front-End Engineer)前端工程师 WWW(World Wide Web)万 ...
- win10家庭版升级到专业版密钥
J7QT3-3GCPG-9GVWT-CH2XR-GMRJM
- Windows应用开发-常用工具集推荐
.NET/WPF开发 Visual Studio 最新版本是VS2022,官网下载:Visual Studio 2022 IDE - 适用于软件开发人员的编程工具 VsColorOutput 控制台 ...
- [.NET] 单位转换实践:深入解析 Units.NET
单位转换实践:深入解析 Units.NET 摘要 在现代软件开发中,准确处理不同单位的转换是一个常见而复杂的需求.无论是处理温度.长度.重量还是其他物理量,都需要可靠的单位转换机制.本文将深入介绍 U ...
- 搭建springboot web系统
一.集成spring-data-jpa 我在实际项目中使用mybaties居多,但是个人喜欢spring-data-jpa,在 1. 添加依赖 <!-- 数据源依赖 --> <dep ...
- 微服务测试 Dubbo 接口测试
微服务测试 Dubbo 接口测试 URL:https://blog.csdn.net/qq_35759632/article/details/80832932 微服务测试 ----Dubbo 接口测试 ...
- SQL注入之报错注入
SQL注入之报错注入 一.报错注入原理 报错注入的原理基于应用程序在处理数据库查询时产生的错误信息.当应用程序执行一个含有恶意SQL代码的查询时,如果查询出错(例如,由于语法错误或权限不足),数据库系 ...
- linux系统位于 /var/log 目录下的日志文件
"/var/log"是Linux系统登录文件放置的地方,里面就是记录点日志,可以删除,不过为了句柄安全,最好删除后重启xenserver(就是重启虚拟机). 以下是位于 /var/ ...
- centos7 grub修改
Centos上的grub文件修改 某一次卸载了swap分区重新设置新的swap分区后系统启动不了了 临时解决办法: reboot 重启服务器 进入grub引导界面 按e编辑 删掉rd.lvm.lv=c ...
- Atcoder ABC342D Square Pair 题解 [ 绿 ] [ 数论 ] [ 唯一分解定理 ]
Square Pair:唯一分解定理好题. 引理 若 \(x=y^2\times z\),且 \(x\) 是完全平方数,那么 \(z\) 也一定是完全平方数. 证明可以用唯一分解定理证,每次把偶数次幂 ...