前言

在單機(jī)應(yīng)用時(shí)代，我們對(duì)一個(gè)共享的對(duì)象進(jìn)行多線程訪問的時(shí)候，使用java的synchronized關(guān)鍵字或者ReentrantLock類對(duì)操作的對(duì)象加鎖就可以解決對(duì)象的線程安全問題。

分布式應(yīng)用時(shí)代這個(gè)方法卻行不通了，我們的應(yīng)用可能被部署到多臺(tái)機(jī)器上，運(yùn)行在不同的JVM里，一個(gè)對(duì)象可能同時(shí)存在多臺(tái)機(jī)器的內(nèi)存中，怎樣使共享對(duì)象同時(shí)只被一個(gè)線程處理就成了一個(gè)問題。

在分布式系統(tǒng)中為了保證一個(gè)對(duì)象在高并發(fā)的情況下只能被一個(gè)線程使用，我們需要一種跨JVM的互斥機(jī)制來控制共享資源的訪問，此時(shí)就需要用到我們的分布式鎖了。

分布式鎖一般有三種實(shí)現(xiàn)方式：1.通過數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)分布式鎖；2.通過緩存（Redis等）實(shí)現(xiàn)分布式鎖；3.通過Zookeeper實(shí)現(xiàn)分布式鎖。本篇文章主要介紹第二種通過Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖的方式。

分布式鎖的需要具備的條件

為了保證分布式鎖的可用性，需要具備一下五點(diǎn)條件：

1、在同一時(shí)間保證只有一臺(tái)機(jī)器的一個(gè)線程可以持有鎖。2、不能發(fā)生死鎖，無論何時(shí)持有鎖的機(jī)器崩潰掛掉了都要能自動(dòng)釋放鎖。3、高效的獲取和釋放鎖。4、具備非阻塞性，一旦獲取不到鎖就立刻返回加鎖失敗。5、獨(dú)占性，即自己加的鎖只有自己才能釋放。

代碼實(shí)現(xiàn)

組件依賴

首先在pom.xml文件中添加依賴：

<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency>

加鎖代碼

代碼如下：

/** * 獲取鎖 * @param lockKey 鎖 * @param identity 身份標(biāo)識(shí)（保證鎖不會(huì)被其他人釋放） * @param expireTime 鎖的過期時(shí)間（單位：秒） * @return */public boolean lock(String lockKey, String identity, long expireTime){ boolean lockResult = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, identity, expireTime, TimeUnit.SECONDS); return opsForValue;}

加鎖的方法只需要三個(gè)參數(shù)：lockKey、identity、expireTime。

第一個(gè)參數(shù)lockKey為key，一個(gè)資源對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的key。 第二個(gè)參數(shù)identity為身份標(biāo)識(shí)，作為此key對(duì)應(yīng)的value存儲(chǔ)，為了判斷在釋放鎖時(shí)是不是和加鎖的身份相同，防止別人釋放鎖。 第三個(gè)參數(shù)expireTime為過期時(shí)間，此參數(shù)保證程序加鎖后崩潰導(dǎo)致不能主動(dòng)釋放鎖的時(shí)候自動(dòng)釋放鎖，防止出現(xiàn)死鎖。

為什么使用setIfAbsent方法呢？這個(gè)方法的好處就是，如果redis中已經(jīng)存在這個(gè)key了，就會(huì)返回失敗，并且不改變r(jià)edis中的數(shù)據(jù)，這樣就不會(huì)把別的線程的加的鎖給覆蓋掉。

解鎖代碼

代碼如下：

/** * 釋放鎖 * @param lockKey 鎖 * @param identity 身份標(biāo)識(shí)（保證鎖不會(huì)被其他人釋放） * @return */public boolean releaseLock(String lockKey, String identity){ String luaScript = 'if ' + ' redis.call(’get’, KEYS[1]) == ARGV[1] ' + 'then ' + ' return redis.call(’del’, KEYS[1]) ' + 'else ' + ' return 0 ' + 'end'; DefaultRedisScript<Boolean> redisScript = new DefaultRedisScript<>(); redisScript.setResultType(Boolean.class); redisScript.setScriptText(luaScript); List<String> keys = new ArrayList<>(); keys.add(lockKey); boolean result = redisTemplate.execute(redisScript, keys, identity); return result;}

解鎖的方法只需兩個(gè)參數(shù)：lockKey、identity。

第一個(gè)參數(shù)lockKey為key，一個(gè)資源對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的key。 第二個(gè)參數(shù)identity為身份標(biāo)識(shí)，作為此key對(duì)應(yīng)的value存儲(chǔ)，為了判斷在釋放鎖時(shí)是不是和加鎖的身份相同，防止別人釋放鎖。

此處使用Lua腳本來判斷身份，身份相同就刪除，身份不同就不對(duì)數(shù)據(jù)做操作并返回失敗。為什么要使用Lua腳本呢？這是為了要保證操作的原子性，redis在執(zhí)行Lua腳本的時(shí)候是把腳本當(dāng)作一個(gè)命令來執(zhí)行的，我們都知道redis的命令是都是原子操作，這樣就保證了操作的原子性。

測(cè)試代碼

package com.qixi.lock.demo.lockdemo.controller;import com.qixi.lock.demo.lockdemo.util.RedisLock;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;/** * 測(cè)試分布式鎖 * @author ZhengNC * @date 2020/5/13 17:27 */@RestController@RequestMapping('test')public class TestRedisLockController { private final String lockKeyName = 'testKey'; @Autowired private RedisLock redisLock; /** * 測(cè)試加鎖 * @param id 加鎖的資源id * @param identity 身份標(biāo)識(shí) * @return */ @GetMapping('lock') public String lock(@RequestParam('id') String id, @RequestParam('identity') String identity){ String lockKey = lockKeyName+':'+id; boolean lockSuccess = redisLock.lock(lockKey, identity, 60); String result = 'lock failed'; if (lockSuccess){ result = 'lock success'; } return result; } /** * 測(cè)試釋放鎖 * @param id 釋放鎖的資源id * @param identity 身份標(biāo)識(shí) * @return */ @GetMapping('release') public String release(@RequestParam('id') String id, @RequestParam('identity') String identity){ String lockKey = lockKeyName+':'+id; boolean releaseSuccess = redisLock.releaseLock(lockKey, identity); String result = 'release failed'; if (releaseSuccess){ result = 'release success'; } return result; }}

package com.qixi.lock.demo.lockdemo.util;import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;import org.springframework.stereotype.Component;import java.util.ArrayList;import java.util.List;import java.util.concurrent.TimeUnit;/** * 分布式鎖Redis工具類 * @author ZhengNC * @date 2020/5/13 17:27 */@Componentpublic class RedisLock { @Autowired private RedisTemplate<String, String> redisTemplate; /** * 獲取鎖 * @param lockKey 鎖 * @param identity 身份標(biāo)識(shí)（保證鎖不會(huì)被其他人釋放） * @param expireTime 鎖的過期時(shí)間（單位：秒） * @return */ public boolean lock(String lockKey, String identity, long expireTime){ boolean lockResult = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, identity, expireTime, TimeUnit.SECONDS); return lockResult; } /** * 釋放鎖 * @param lockKey 鎖 * @param identity 身份標(biāo)識(shí)（保證鎖不會(huì)被其他人釋放） * @return */ public boolean releaseLock(String lockKey, String identity){ String luaScript ='if ' +' redis.call(’get’, KEYS[1]) == ARGV[1] ' +'then ' +' return redis.call(’del’, KEYS[1]) ' +'else ' +' return 0 ' +'end'; DefaultRedisScript<Boolean> redisScript = new DefaultRedisScript<>(); redisScript.setResultType(Boolean.class); redisScript.setScriptText(luaScript); List<String> keys = new ArrayList<>(); keys.add(lockKey); boolean result = redisTemplate.execute(redisScript, keys, identity); return result; }}

結(jié)語

感謝大家閱讀我的文章，更歡迎大家指出我的問題，希望能在這里通過討論取得共同的進(jìn)步。

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