SpringBoot之使用Redis實(shí)現分布式鎖(秒殺系統)

目錄

一、Redis分布式鎖概念篇

建議直接采用Redis的官方推薦的Redisson作為redis的分布式鎖

1.1、為什么要使用分布式鎖

    我們在開(kāi)發(fā)應用的時(shí)候，如果需要對某一個(gè)共享變量進(jìn)行多線(xiàn)程同步訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)候，可以使用我們學(xué)到的Java多線(xiàn)程的18般武藝進(jìn)行處理，并且可以完美的運行，毫無(wú)Bug！

    注意這是單機應用，也就是所有的請求都會(huì )分配到當前服務(wù)器的JVM內部，然后映射為操作系統的線(xiàn)程進(jìn)行處理！而這個(gè)共享變量只是在這個(gè)JVM內部的一塊內存空間！

    后來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展，需要做集群，一個(gè)應用需要部署到幾臺機器上然后做負載均衡，大致如下圖：

    上圖可以看到，變量A存在JVM1、JVM2、JVM3三個(gè)JVM內存中（這個(gè)變量A主要體現是在一個(gè)類(lèi)中的一個(gè)成員變量，是一個(gè)有狀態(tài)的對象，例如：UserController控制器中的一個(gè)整形類(lèi)型的成員變量），如果不加任何控制的話(huà)，變量A同時(shí)都會(huì )在JVM分配一塊內存，三個(gè)請求發(fā)過(guò)來(lái)同時(shí)對這個(gè)變量操作，顯然結果是不對的！即使不是同時(shí)發(fā)過(guò)來(lái)，三個(gè)請求分別操作三個(gè)不同JVM內存區域的數據，變量A之間不存在共享，也不具有可見(jiàn)性，處理的結果也是不對的！

    如果我們業(yè)務(wù)中確實(shí)存在這個(gè)場(chǎng)景的話(huà)，我們就需要一種方法解決這個(gè)問(wèn)題！

    為了保證一個(gè)方法或屬性在高并發(fā)情況下的同一時(shí)間只能被同一個(gè)線(xiàn)程執行，在傳統單體應用單機部署的情況下，可以使用Java并發(fā)處理相關(guān)的API(如ReentrantLock或Synchronized)進(jìn)行互斥控制。在單機環(huán)境中，Java中提供了很多并發(fā)處理相關(guān)的API。但是，隨著(zhù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，原單體單機部署的系統被演化成分布式集群系統后，由于分布式系統多線(xiàn)程、多進(jìn)程并且分布在不同機器上，這將使原單機部署情況下的并發(fā)控制鎖策略失效，單純的Java API并不能提供分布式鎖的能力。為了解決這個(gè)問(wèn)題就需要一種跨JVM的互斥機制來(lái)控制共享資源的訪(fǎng)問(wèn)，這就是分布式鎖要解決的問(wèn)題！

1.2、分布式鎖應具備哪些條件

    在分析分布式鎖的三種實(shí)現方式之前，先了解一下分布式鎖應該具備哪些條件：

    1、在分布式系統環(huán)境下，一個(gè)方法在同一時(shí)間只能被一個(gè)機器的一個(gè)線(xiàn)程執行；

    2、高可用的獲取鎖與釋放鎖；

    3、高性能的獲取鎖與釋放鎖；

    4、具備可重入特性；

    5、具備鎖失效機制，防止死鎖；

    6、具備非阻塞鎖特性，即沒(méi)有獲取到鎖將直接返回獲取鎖失敗。

1.3、分布式鎖的三種實(shí)現方式

    目前幾乎很多大型網(wǎng)站及應用都是分布式部署的，分布式場(chǎng)景中的數據一致性問(wèn)題一直是一個(gè)比較重要的話(huà)題。分布式的CAP理論告訴我們“任何一個(gè)分布式系統都無(wú)法同時(shí)滿(mǎn)足一致性（Consistency）、可用性（Availability）和分區容錯性（Partition tolerance），最多只能同時(shí)滿(mǎn)足兩項?！彼?，很多系統在設計之初就要對這三者做出取舍。在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的絕大多數的場(chǎng)景中，都需要犧牲強一致性來(lái)?yè)Q取系統的高可用性，系統往往只需要保證“最終一致性”，只要這個(gè)最終時(shí)間是在用戶(hù)可以接受的范圍內即可。

    在很多場(chǎng)景中，我們?yōu)榱吮ＷC數據的最終一致性，需要很多的技術(shù)方案來(lái)支持，比如分布式事務(wù)、分布式鎖等。有的時(shí)候，我們需要保證一個(gè)方法在同一時(shí)間內只能被同一個(gè)線(xiàn)程執行。

    1、基于數據庫實(shí)現分布式鎖；

    2、基于緩存（Redis等）實(shí)現分布式鎖；

    3、基于Zookeeper實(shí)現分布式鎖；

    盡管有這三種方案，但是不同的業(yè)務(wù)也要根據自己的情況進(jìn)行選型，他們之間沒(méi)有最好只有更適合！

二、Redis分布式鎖實(shí)戰篇

2.1、導入依賴(lài)

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-redis</artifactId>
    <version>1.4.7.RELEASE</version>
</dependency>

2.2、配置Redis配置信息

spring
    redis:
      port: 6379
      host: 127.0.0.1
      password:
      database: 0

2.3、配置RedisConfig屬性、如果需要使用FastJSON來(lái)序列化你的對象可以看看我前面寫(xiě)的一篇文章

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate initRedisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws Exception {
        RedisTemplate redisTemplate = new RedisTemplate();
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setValueSerializer(new JdkSerializationRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashValueSerializer(new JdkSerializationRedisSerializer());
        redisTemplate.setDefaultSerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.afterPropertiesSet();
        return redisTemplate;
    }
}

2.4、寫(xiě)一個(gè)RedisLock工具類(lèi)

/**
* @Description //直接使用Redis進(jìn)行分布式鎖 
* 這是簡(jiǎn)易版本  如果要使用Redis原生鎖記得加過(guò)期時(shí)間，防止死鎖 最好使用Redisson操作簡(jiǎn)單更加方便
* @Date $ $
* @Author huangwb
**/
 
@Component
public class RedisLockCommon {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
 
    /**
     * Redis加鎖的操作
     *
     * @param key
     * @param value
     * @return
     */
    public Boolean tryLock(String key, String value) {
        if (stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value)) {
            return true;
        }
        String currentValue = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        if (StringUtils.isNotEmpty(currentValue) && Long.valueOf(currentValue) < System.currentTimeMillis()) {
            //獲取上一個(gè)鎖的時(shí)間 如果高并發(fā)的情況可能會(huì )出現已經(jīng)被修改的問(wèn)題  所以多一次判斷保證線(xiàn)程的安全
            String oldValue = stringRedisTemplate.opsForValue().getAndSet(key, value);
            if (StringUtils.isNotEmpty(oldValue) && oldValue.equals(currentValue)) {
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
 
 
    /**
     * Redis解鎖的操作
     *
     * @param key
     * @param value
     */
    public void unlock(String key, String value) {
        String currentValue = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        try {
            if (StringUtils.isNotEmpty(currentValue) && currentValue.equals(value)) {
                stringRedisTemplate.opsForValue().getOperations().delete(key);
            }
        } catch (Exception e) {
        }
    }
}

2.5、減庫存操作

@Override
    public boolean decrementProductStore(Long productId, Integer productQuantity) {
        String key = "dec_store_lock_" + productId;
        long time = System.currentTimeMillis();
        try {
            //如果加鎖失敗
            if (!redisLock.tryLock(key, String.valueOf(time))) {
                return false;
            }
            ProductInfo productInfo = productInfoMapper.selectByPrimaryKey(productId);
            //如果庫存為空
            if (productInfo.getProductStock() == 0) {
                return false;
            }
            //減庫存操作
            productInfo.setProductStock(productInfo.getProductStock() - 1);
            productInfoMapper.updateByPrimaryKey(productInfo);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
            return false;
        } finally {
            //解鎖
            redisLock.unlock(key, String.valueOf(time));
        }
        return true;
 
    }

2.6、測試接口

@GetMapping("test")
public String createOrderTest() {
    if (!productInfoService.decrementProductStore(1L, 1)) {
        return "庫存不足";
    }
    OrderMaster orderMaster = new OrderMaster();
    //未支付
    orderMaster.setOrderStatus(0);
    //未支付
    orderMaster.setPayStatus(0);
    orderMaster.setBuyerName("張三");
    orderMaster.setBuyerAddress("湖南長(cháng)沙");
    orderMaster.setBuyerPhone("18692794847");
    orderMaster.setOrderAmount(BigDecimal.ZERO);
    orderMaster.setCreateTime(DateUtils.getCurrentDate());
    orderMaster.setOrderId(UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", ""));
    orderMasterService.insert(orderMaster);
}

2.7、可以使用使用Apache ab進(jìn)行http接口測試

    具體文章可以看看這篇文章

三、結尾

到此這篇關(guān)于SpringBoot之使用Redis實(shí)現分布式鎖(秒殺系統)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)SpringBoot Redis分布式鎖內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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