day104-缓存-分布式锁-分布式锁原理与使用-白红宇

day104-缓存-分布式锁-分布式锁原理与使用

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发布时间：2019-03-23

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分布式锁的实现与优化

分布式锁是解决多线程环境下共享资源竞争问题的一种重要手段。在分布式系统中，由于服务之间的通信和数据一致性问题，传统的锁机制难以实现效果。Redis的分布式锁提供了一种经济高效的解决方案。

分布式锁的一个基本原理是多个服务内的多个线程访问某一资源时，都会访问同一个缓存位置。第一个访问的线程会将资源缓存到Redis中，其余线程尝试访问时会发现缓存已存在，从而获得分布式锁。

Redis实现方式

Redis的分布式锁通过set命令实现，采用NX（Remote inorder neighbor to）选项。set nx表示只有在键不存在时才会执行命令。如果多个客户端同时尝试获取锁，只有一客户端能成功，其他客户端会进入等待状态。

实现步骤

复制链接：可通过命令cp将链接复制到多个客户端上。

切换权限：确保客户端拥有Redis访问权限，通常需切换至root权限。

发送命令：在切换权限后，发送同一命令到所有客户端，确保锁的获取同步。

验证结果：若命令返回nil，则表示已存在锁，进入等待状态；否则，成功获取锁。

验证过程

当客户端接入后，重复发送相应命令，结果如下：

一个客户端先接入并成功获取锁。

其他客户端尝试时，均返回nil，表明锁已存在并被占用。

通过Redis的NX选项，可以轻松实现分布式锁的基本功能。

代码实现与优化

基础实现代码如下：

@Overridepublic Map
   
    > getCatalogJson() {    Map
    
     > catalogJsonFromCache = null;    synchronized (this) {        ValueOperations
     
       opsForValue = stringRedisTemplate.opsForValue();        String catalogJson = opsForValue.get("catalogJson");        if (StringUtils.isEmpty(catalogJson)) {            catalogJsonFromDb = getCatalogJsonFromDbWithRedisLock();            return catalogJsonFromDb;        } else {            Map
      
       > catalogJsonFromCache = JSON.parseObject(catalogJson, new TypeReference
       
        
         >(){}); return catalogJsonFromCache; } } return catalogJsonFromCache;}public Map
         
          > getCatalogJsonFromDbWithRedisLock() throws InterruptedException { Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111"); if (lock) { Map
          
           > dataFromDb = getDataFromDb(); stringRedisTemplate.delete("lock"); return dataFromDb; } else { Thread.sleep(100); return getCatalogJsonFromDbWithRedisLock(); }}

问题分析：

锁删除异常：若数据库操作中出现异常或系统断电，锁可能无法正确删除，导致死锁问题。

过期时间设置：设置锁的过期时间需确保原子性，以防止超时后出现锁互相等待。

优化代码

public Map
   
    > getCatalogJsonFromDbWithRedisLock() throws InterruptedException {    Boolean lock = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("lock", "111", 30, TimeUnit.SECONDS);    String uuid = UUID.randomUUID().toString();    if (lock) {        Map
    
     > dataFromDb;        try {            dataFromDb = getDataFromDb();        } finally {            String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1]\n"                     + "then\n"                     + "    return redis.call('del', KEYS[1])\n"                     + "else\n"                     + "    return 0\n"                     + "end";            Long lockDeleteResult = stringRedisTemplate.execute(new DefaultRedisScript
     
      (                   .script, Arrays.asList("lock"), uuid));        }        return dataFromDb;    } else {        Thread.sleep(200);        return getCatalogJsonFromDbWithRedisLock();    }}

优化说明：

设置过期时间：通过set命令设置30秒过期时间确保锁自动释放。

原子性删除锁：使用Redis脚本在获取锁时即进行原子性删除操作，防止死锁。

唯一标识 UUID：为锁赋予唯一标识，确保删除锁时仅删除当前线程的锁。

总结

通过以上优化，分布式锁方案已实现并完善，基本问题已解决，适合实际应用使用。

转载地址：http://sdezk.baihongyu.com/

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