Java中怎么使用Redis 实现分布式锁

今天就跟大家聊聊有关Java中怎么使用Redis 实现分布式锁，可能很多人都不太了解，为了让大家更加了解，小编给大家总结了以下内容，希望大家根据这篇文章可以有所收获。

1. 支持立即获取锁方式，如果获取到返回true，获取不到则返回false；

2. 支持等待获取锁方式，如果获取到，直接返回true，获取不到在等待一小段时间，在这一小段时间内反复尝试，如果尝试成功，则返回true，等待时间过后还获取不到则返回false；

3. 不能产生死锁的情况；

4. 不能释放非自己加的锁；

下面我们用实例来演示在 Java 中利用 redis 实现分布式锁服务

加锁

通过 redis 来实现分布式锁的加锁逻辑如下所示：

redis 分布式锁上锁实现逻辑

根据这个逻辑，实现上锁的核心代码如下所示：

jedis.select(dbIndex);String key = KEY_PRE + key;String value = fetchLockValue();if(jedis.exists(key)){  jedis.set(key,value);  jedis.expire(key,lockExpirseTime);  return value;}

表面上看这段代码好像没有什么问题，实际上并不能在分布式环境中正确的实现加锁的操作。要能够正确的实现加锁操作，"判断 key 是否存在"、"保存 key-value"、"设置 key 的过期时间"这三步操作必须是原子操作。如果不是原子操作，那么可能会出现下面两种情况：

1. 在"判断 key 是否存在"得出 key 不存在的结果步骤后，"保存 key-value"步骤前，另一个客户端执行同样的逻辑，并且执行到了"判断 key 是否存在"步骤，同样得出了 key 不存在的结果。这样回导致多个客户端获得了同一把锁；

2. 在客户端执行完"保存 key-value" 步骤后，需要设置一个 key 的过期时间，防止客户端因为代码质量未解锁，在或者进程崩溃未解锁导致的死锁情况。在"保存 key-value"步骤之后，"设置 key 的过期时间"步骤之前，可能进程崩溃，导致"设置 key 的过期时间"步骤失败；

redis 在2.6.12版本之后，对 set 命令进行了扩充，能够规避上面的两个问题。新版的 redis set 命令的参数如下

SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

新版的 set 命令增加了 EX 、 PX 、 NX|XX 参数选项。他们的含义如下

EX seconds - 设置键 key 的过期时间，单位时秒PX milliseconds - 设置键 key 的过期时间，单位时毫秒NX - 只有键 key 不存在的时候才会设置 key 的值XX - 只有键 key 存在的时候才会设置 key 的值

这样，原来的三步操作就可以在一个 set 的原子操作里面来完成，规避了上面我们提到的两个问题。新版的 redis 加锁核心代码修改如下所示：

jedis = redisConnection.getJedis();jedis.select(dbIndex);String key = KEY_PRE + key;String value = fetchLockValue();if ("OK".equals(jedis.set(key, value, "NX", "EX", lockExpirseTime))) {    return value;}

解锁

解锁的基本流程如下：

redis 分布式锁解锁实现逻辑

根据这个逻辑，在 Java 中解锁的核心代码如下所示：

jedis.select(dbIndex);String key = KEY_PRE + key;if(jedis.exists(key) && value.equals(jedis.get(key))){    jedis.del(key);    return true;}return false;

和加锁的时候一样，key 是否存在、判断是否自己持有锁、删除 key-value 这三步操作需要是原子操作，否则当一个客户端执行完"判断是否自己持有锁"步骤后，得出自己持有锁的结论，此时锁的过期时间到了，自动被 redis 释放了，同时另一个客户端又基于这个 key 加锁成功，如果第一个客户端还继续执行删除 key-value的操作，就将不属于自己的锁给释放了。这显然是不运行的。在这里我们利用 redis 执行 Lua 脚本的能力来解决原子操作的问题。修改后的解锁核心代码如下所示：

jedis.select(dbIndex);String key = KEY_PRE + key;String command = "if redis.call('get',KEYS[1])==ARGV[1] then return redis.call('del',KEYS[1]) else return 0 end";if (1L.equals(jedis.eval(command, Collections.singletonList(key), Collections.singletonList(value)))) {    return true;}

另外，判断是否自己持有锁的机制是用加锁的时候的 key-value 来判断当前的 key 的值是否等于自己持有锁时获得的值。所以加锁的时候的 value 必须是一个全局唯一的字符串。

完整的代码如下所示

package com.x9710.common.redis.impl;import com.x9710.common.redis.LockService;import com.x9710.common.redis.RedisConnection;import org.apache.commons.logging.Log;import org.apache.commons.logging.LogFactory;import redis.clients.jedis.Jedis;import java.text.DateFormat;import java.text.SimpleDateFormat;import java.util.Collections;import java.util.Date;import java.util.UUID;/** * 分布式锁 redis 实现 * * @author 杨高超 * @since 2017-12-14 */public class LockServiceRedisImpl implements LockService {private static Log log = LogFactory.getLog(LockServiceRedisImpl.class);private static String SET_SUCCESS = "OK";private static String KEY_PRE = "REDIS_LOCK_";private DateFormat df = new SimpleDateFormat("yyyyMMddHHmmssSSS");private RedisConnection redisConnection;private Integer dbIndex;private Integer lockExpirseTime;private Integer tryExpirseTime;public void setRedisConnection(RedisConnection redisConnection) {    this.redisConnection = redisConnection;}public void setDbIndex(Integer dbIndex) {    this.dbIndex = dbIndex;}public void setLockExpirseTime(Integer lockExpirseTime) {    this.lockExpirseTime = lockExpirseTime;}public void setTryExpirseTime(Integer tryExpirseTime) {    this.tryExpirseTime = tryExpirseTime;}public String lock(String key) {    Jedis jedis = null;    try {        jedis = redisConnection.getJedis();        jedis.select(dbIndex);        key = KEY_PRE + key;        String value = fetchLockValue();        if (SET_SUCCESS.equals(jedis.set(key, value, "NX", "EX", lockExpirseTime))) {            log.debug("Reids Lock key : " + key + ",value : " + value);            return value;        }    } catch (Exception e) {        e.printStackTrace();    } finally {        if (jedis != null) {            jedis.close();        }    }    return null;}public String tryLock(String key) {    Jedis jedis = null;    try {        jedis = redisConnection.getJedis();        jedis.select(dbIndex);        key = KEY_PRE + key;        String value = fetchLockValue();        Long firstTryTime = new Date().getTime();        do {            if (SET_SUCCESS.equals(jedis.set(key, value, "NX", "EX", lockExpirseTime))) {                log.debug("Reids Lock key : " + key + ",value : " + value);                return value;            }            log.info("Redis lock failure,waiting try next");            try {                Thread.sleep(100);            } catch (InterruptedException e) {                e.printStackTrace();            }        } while ((new Date().getTime() - tryExpirseTime * 1000) < firstTryTime);    } catch (Exception e) {        e.printStackTrace();    } finally {        if (jedis != null) {            jedis.close();        }    }    return null;}public boolean unLock(String key, String value) {    Long RELEASE_SUCCESS = 1L;    Jedis jedis = null;    try {        jedis = redisConnection.getJedis();        jedis.select(dbIndex);        key = KEY_PRE + key;        String command = "if redis.call('get',KEYS[1])==ARGV[1] then return redis.call('del',KEYS[1]) else return 0 end";        if (RELEASE_SUCCESS.equals(jedis.eval(command, Collections.singletonList(key), Collections.singletonList(value)))) {            return true;        }    } catch (Exception e) {        e.printStackTrace();    } finally {        if (jedis != null) {            jedis.close();        }    }    return false;}/** * 生成加锁的唯一字符串 * * @return 唯一字符串 */private String fetchLockValue() {    return UUID.randomUUID().toString() + "_" + df.format(new Date());}}

测试代码

package com.x9710.common.redis.test;import com.x9710.common.redis.RedisConnection;import com.x9710.common.redis.impl.LockServiceRedisImpl;public class RedisLockTest {public static void main(String[] args) {    for (int i = 0; i < 9; i++) {        new Thread(new Runnable() {            public void run() {                RedisConnection redisConnection = RedisConnectionUtil.create();                LockServiceRedisImpl lockServiceRedis = new LockServiceRedisImpl();                lockServiceRedis.setRedisConnection(redisConnection);                lockServiceRedis.setDbIndex(15);                lockServiceRedis.setLockExpirseTime(20);                String key = "20171228";                String value = lockServiceRedis.lock(key);                try {                    if (value != null) {                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " lock key = " + key + " success! ");                        Thread.sleep(25 * 1000);                    }else{                        System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " lock key = " + key + " failure! ");                    }                } catch (Exception e) {                    e.printStackTrace();                } finally {                    if (value == null) {                        value = "";                    }                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " unlock key = " + key + " " + lockServiceRedis.unLock(key, value));                }            }        }).start();    }}}

测试结果

Thread-1 lock key = 20171228 failure! Thread-2 lock key = 20171228 failure! Thread-4 lock key = 20171228 failure! Thread-8 lock key = 20171228 failure! Thread-7 lock key = 20171228 failure! Thread-3 lock key = 20171228 failure! Thread-5 lock key = 20171228 failure! Thread-0 lock key = 20171228 failure! Thread-6 lock key = 20171228 success! Thread-1 unlock key = 20171228 falseThread-2 unlock key = 20171228 falseThread-4 unlock key = 20171228 falseThread-8 unlock key = 20171228 falseThread-3 unlock key = 20171228 falseThread-5 unlock key = 20171228 falseThread-0 unlock key = 20171228 falseThread-7 unlock key = 20171228 falseThread-6 unlock key = 20171228 true

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