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SpringBoot+Redis分布式鎖：模擬搶單
作者：神牛003 2020-02-11 16:10:44
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Redis 本篇內(nèi)容主要講解的是redis分布式鎖，這個(gè)在各大廠面試幾乎都是必備的，下面結(jié)合模擬搶單的場(chǎng)景來使用她。
本篇內(nèi)容主要講解的是redis分布式鎖，這個(gè)在各大廠面試幾乎都是必備的，下面結(jié)合模擬搶單的場(chǎng)景來使用她；本篇不涉及到的redis環(huán)境搭建，快速搭建個(gè)人測(cè)試環(huán)境，這里建議使用docker；本篇內(nèi)容節(jié)點(diǎn)如下：
jedis的nx生成鎖
- 如何刪除鎖
- 模擬搶單動(dòng)作(10w個(gè)人開搶)
- jedis的nx生成鎖
對(duì)于Java中想操作redis，好的方式是使用jedis，首先pom中引入依賴：
redis.clients jedis
對(duì)于分布式鎖的生成通常需要注意如下幾個(gè)方面：
- 創(chuàng)建鎖的策略：redis的普通key一般都允許覆蓋，A用戶set某個(gè)key后，B在set相同的key時(shí)同樣能成功，如果是鎖場(chǎng)景，那就無法知道到底是哪個(gè)用戶set成功的；這里jedis的setnx方式為我們解決了這個(gè)問題，簡(jiǎn)單原理是：當(dāng)A用戶先set成功了，那B用戶set的時(shí)候就返回失敗，滿足了某個(gè)時(shí)間點(diǎn)只允許一個(gè)用戶拿到鎖。
- 鎖過期時(shí)間：某個(gè)搶購場(chǎng)景時(shí)候，如果沒有過期的概念，當(dāng)A用戶生成了鎖，但是后面的流程被阻塞了一直無法釋放鎖，那其他用戶此時(shí)獲取鎖就會(huì)一直失敗，無法完成搶購的活動(dòng)；當(dāng)然正常情況一般都不會(huì)阻塞，A用戶流程會(huì)正常釋放鎖；過期時(shí)間只是為了更有保障。
下面來上段setnx操作的代碼：
- 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;
- }
這里注意點(diǎn)在于jedis的set方法，其參數(shù)的說明如：
- NX：是否存在key，存在就不set成功
- PX：key過期時(shí)間單位設(shè)置為毫秒（EX：?jiǎn)挝幻耄?/li>
setnx如果失敗直接封裝返回false即可，下面我們通過一個(gè)get方式的api來調(diào)用下這個(gè)setnx方法：
- @GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
- public boolean setnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
- return jedisCom.setnx(key, val);
- }
訪問如下測(cè)試url，正常來說第一次返回了true，第二次返回了false，由于第二次請(qǐng)求的時(shí)候redis的key已存在，所以無法set成功
由上圖能夠看到只有一次set成功，并key具有一個(gè)有效時(shí)間，此時(shí)已到達(dá)了分布式鎖的條件。
如何刪除鎖
上面是創(chuàng)建鎖，同樣的具有有效時(shí)間，但是我們不能完全依賴這個(gè)有效時(shí)間，場(chǎng)景如：有效時(shí)間設(shè)置1分鐘，本身用戶A獲取鎖后，沒遇到什么特殊情況正常生成了搶購訂單后，此時(shí)其他用戶應(yīng)該能正常下單了才對(duì)，但是由于有個(gè)1分鐘后鎖才能自動(dòng)釋放，那其他用戶在這1分鐘無法正常下單（因?yàn)殒i還是A用戶的），因此我們需要A用戶操作完后，主動(dòng)去解鎖：
- 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;
- }
這里也使用了jedis方式，直接執(zhí)行l(wèi)ua腳本：根據(jù)val判斷其是否存在，如果存在就del；
其實(shí)個(gè)人認(rèn)為通過jedis的get方式獲取val后，然后再比較value是否是當(dāng)前持有鎖的用戶，如果是那最后再刪除，效果其實(shí)相當(dāng)；只不過直接通過eval執(zhí)行腳本，這樣避免多一次操作了redis而已，縮短了原子操作的間隔。(如有不同見解請(qǐng)留言探討)；同樣這里創(chuàng)建個(gè)get方式的api來測(cè)試：
- @GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
- public int delnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
- return jedisCom.delnx(key, val);
- }
注意的是delnx時(shí)，需要傳遞創(chuàng)建鎖時(shí)的value，因?yàn)橥ㄟ^et的value與delnx的value來判斷是否是持有鎖的操作請(qǐng)求，只有value一樣才允許del；
模擬搶單動(dòng)作(10w個(gè)人開搶)
有了上面對(duì)分布式鎖的粗略基礎(chǔ)，我們模擬下10w人搶單的場(chǎng)景，其實(shí)就是一個(gè)并發(fā)操作請(qǐng)求而已，由于環(huán)境有限，只能如此測(cè)試；如下初始化10w個(gè)用戶，并初始化庫存，商品等信息，如下代碼：
- //總庫存
- private long nKuCuen = 0;
- //商品key名字
- private String shangpingKey = "computer_key";
- //獲取鎖的超時(shí)時(shí)間 秒
- private int timeout = 30 * 1000;
- @GetMapping("/qiangdan")
- public List
qiangdan() { - //搶到商品的用戶
- List
shopUsers = new ArrayList<>(); - //構(gòu)造很多用戶
- List
users = new ArrayList<>(); - IntStream.range(0, 100000).parallel().forEach(b -> {
- users.add("神牛-" + b);
- });
- //初始化庫存
- nKuCuen = 10;
- //模擬開搶
- users.parallelStream().forEach(b -> {
- String shopUser = qiang(b);
- if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
- shopUsers.add(shopUser);
- }
- });
- return shopUsers;
- }
有了上面10w個(gè)不同用戶，我們?cè)O(shè)定商品只有10個(gè)庫存，然后通過并行流的方式來模擬搶購，如下?lián)屬彽膶?shí)現(xiàn)：
- /**
- * 模擬搶單動(dòng)作
- *
- * @param b
- * @return
- */
- private String qiang(String b) {
- //用戶開搶時(shí)間
- long startTime = System.currentTimeMillis();
- //未搶到的情況下，30秒內(nèi)繼續(xù)獲取鎖
- while ((startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()) {
- //商品是否剩余
- if (nKuCuen <= 0) {
- break;
- }
- if (jedisCom.setnx(shangpingKey, b)) {
- //用戶b拿到鎖
- logger.info("用戶{}拿到鎖...", b);
- try {
- //商品是否剩余
- if (nKuCuen <= 0) {
- break;
- }
- //模擬生成訂單耗時(shí)操作，方便查看：神牛-50 多次獲取鎖記錄
- try {
- TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
- } catch (InterruptedException e) {
- e.printStackTrace();
- }
- //搶購成功，商品遞減，記錄用戶
- nKuCuen -= 1;
- //搶單成功跳出
- logger.info("用戶{}搶單成功跳出...所剩庫存：{}", b, nKuCuen);
- return b + "搶單成功，所剩庫存：" + nKuCuen;
- } finally {
- logger.info("用戶{}釋放鎖...", b);
- //釋放鎖
- jedisCom.delnx(shangpingKey, b);
- }
- } else {
- //用戶b沒拿到鎖，在超時(shí)范圍內(nèi)繼續(xù)請(qǐng)求鎖，不需要處理
- // if (b.equals("神牛-50") || b.equals("神牛-69")) {
- // logger.info("用戶{}等待獲取鎖...", b);
- // }
- }
- }
- return "";
- }
這里實(shí)現(xiàn)的邏輯是：
- parallelStream()：并行流模擬多用戶搶購
- (startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()：判斷未搶成功的用戶，timeout秒內(nèi)繼續(xù)獲取鎖
- 獲取鎖前和后都判斷庫存是否還足夠
- jedisCom.setnx(shangpingKey, b)：用戶獲取搶購鎖
- 獲取鎖后并下單成功，最后釋放鎖：jedisCom.delnx(shangpingKey, b)
再來看下記錄的日志結(jié)果：
最終返回?fù)屬彸晒Φ挠脩簦?/p>
當(dāng)前題目：SpringBoot+Redis分布式鎖：模擬搶單
新聞來源：http://www.dlmjj.cn/article/djiiddd.html
