Java基於Redis實作分散式鎖

分散式鎖定可以基於很多方式實現，例如zookeeper、redis...。不管哪種方式，他的基本原理是不變的：用一個狀態值表示鎖，對鎖的佔用和釋放通過狀態值來標識。

一、為什麼Redis可以方便地實作分散式鎖定

1、Redis為單一行程單執行緒模式，採用佇列模式將並發存取變成串行訪問，且多客戶端對Redis的連接並不存在競爭關係。

2、Redis的SETNX指令可以方便的實作分散式鎖定。

setNX（SET if Not eXists）

語法：SETNX key value

傳回值：設定成功，傳回 1 ；設定失敗，傳回 0 。

當且僅當 key 不存在時將 key 的值設為 value，並傳回1；若給定的 key 已經存在，則 SETNX 不做任何動作，並傳回0。

綜上所述，可以透過setnx的回傳值來判斷是否取得到鎖，並且不用擔心並發存取的問題，因為Redis是單執行緒的，所以如果傳回1則取得到鎖，回傳0則沒獲取到。當業務作業執行完後，一定要釋放鎖，釋放鎖的邏輯很簡單，就是把之前設定的key刪除掉即可，這樣下次又可以透過setnx該key取得到鎖了。

二、分散式鎖定實作

我們已經知道可以透過Redis自帶的函數setNX來實現分散式鎖定，具體實作步驟如下。

我在一台CentOS7的linux虛擬機器中安裝了Redis服務，ip位址為：192.168.246.130，服務連接埠為：6379。

下面是java透過redis實作分散式鎖定的範例：

import redis.clients.jedis.Jedis;
public class RedisLock {
	//锁的key
	private static final String key = "DistributedRedisLock";
	private static Integer count = 0;
	public static void main(String[] args) {
		for(int i=0;i<1000;i++){
			new Thread(new Runnable() {
				@Override
				public void run() {
					//获取Redis连接
					Jedis jedis = new Jedis("192.168.246.130", 6379);
					try{
						while(true){
							//获取锁
							if(jedis.setnx(key, Thread.currentThread().getName()) == 1){
								try{
									System.out.println("线程（"+Thread.currentThread().getName()+"）获取到锁，开始执行操作");
									count++;
									System.out.println(count);
									break;
								}finally{
									System.out.println("操作执行完成，释放锁");
									//操作执行完一定要释放锁，所以在finally块中执行
									jedis.del(key);
								}
							}else{
								//返回的不是1，说明已经有某个线程获取到了锁
								try {
									//等待100毫秒之后重试
									Thread.sleep(100l);
								} catch (InterruptedException e) {
									e.printStackTrace();
								}
							}
						}
					}catch(Exception e){
						e.printStackTrace();
					}finally{
						//释放Redis连接
						jedis.disconnect();
					}
				}
			}).start();
		}
	}
}

上述程式碼的輸出結果為：

线程（Thread-320）获取到锁，开始执行操作
1
操作执行完成，释放锁
线程（Thread-463）获取到锁，开始执行操作
2
操作执行完成，释放锁
线程（Thread-997）获取到锁，开始执行操作
3
操作执行完成，释放锁
...
线程（Thread-409）获取到锁，开始执行操作
998
操作执行完成，释放锁
线程（Thread-742）获取到锁，开始执行操作
999
操作执行完成，释放锁
线程（Thread-286）获取到锁，开始执行操作
1000
操作执行完成，释放锁

上述程式碼雖然是在單一應用多執行緒情況下測試的，但即便是在分散式環境下多應用多執行緒去取得鎖，結果依然是正確的。

三、解決死鎖問題

之前的範例程式碼只是測試程式碼，只是為了說明原理，例子本身很簡單，所以有一些考慮不周的地方。例如當獲取到鎖之後在業務操作執行過程中發生了環境問題導致斷開了和Redis的連接，那就無法在finally塊中釋放鎖，導致其他等待獲取鎖的線程無限等待下去，也就是發生了死鎖現象。

解決方式：

可以在Redis中為鎖定設定過期時間，因此即便無法釋放鎖定，鎖定也能在一段時間後自動釋放。

程式碼上只需要在取得到鎖定之後在try語句區塊中加入如下程式碼：

jedis.expire(key, 10); //这里给锁设置10秒的过期时间

更妥善的解決方式：

第一個解決方式並不是很好，因為當業務操作處理時間很長，超過了設定的過期時間，那鎖就自動釋放了，然後再執行finally區塊中釋放鎖的操作時，這個鎖可能已經被其他線程所持有，會導致把其他線程持有的鎖給釋放了，從而導致並發問題。所以更妥善一點的方式是在釋放鎖時判斷一下鎖是否已經過期，如果已經過期就不用再釋放了。

程式碼上把取得到鎖定之後的運算改為如下程式碼：

long start = System.currentTimeMillis(); //获取起始时间毫秒数
try{
  jedis.expire(key, 10);
  ...
}finally{
  ...
  if(System.currentTimeMillis() < start+10*1000){
     //如果之前设置的锁还未过期，则释放掉
     jedis.del(key);
  }
}

以上是Java基於Redis實作分散式鎖的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！