怎么在Redis數據庫中實現一個同步鎖

這篇文章將為大家詳細講解有關怎么在Redis數據庫中實現一個同步鎖，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

1、技術方案

1.1、redis的基本命令

1）SETNX命令（SET if Not eXists）

語法：SETNX key value

功能：當且僅當 key 不存在，將 key 的值設為 value ，并返回1；若給定的 key 已經存在，則 SETNX 不做任何動作，并返回0。

2）expire命令

語法：expire KEY seconds

功能：設置key的過期時間。如果key已過期，將會被自動刪除。

3）DEL命令

語法：DEL key [KEY …]

功能：刪除給定的一個或多個 key ,不存在的 key 會被忽略。

1.2、實現同步鎖原理

1）加鎖：“鎖”就是一個存儲在redis里的key-value對，key是把一組投資操作用字符串來形成唯一標識，value其實并不重要，因為只要這個唯一的key-value存在，就表示這個操作已經上鎖。

2）解鎖：既然key-value對存在就表示上鎖，那么釋放鎖就自然是在redis里刪除key-value對。

3）阻塞、非阻塞：阻塞式的實現，若線程發現已經上鎖，會在特定時間內輪詢鎖。非阻塞式的實現，若發現線程已經上鎖，則直接返回。

4）處理異常情況：假設當投資操作調用其他平臺接口出現等待時，自然沒有釋放鎖，這種情況下加入鎖超時機制，用redis的expire命令為key設置超時時長，過了超時時間redis就會將這個key自動刪除，即強制釋放鎖

（此步驟需在JAVA內部設置同樣的超時機制，內部超時時長應小于或等于redis超時時長）。

1.3、處理流程圖　　

2、代碼實現

2.1、同步鎖工具類

package com.mic.synchrolock.util;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import com.mic.constants.Constants;
import com.mic.constants.InvestType;
/**
 * 分布式同步鎖工具類
 * @author Administrator
 *
 */
public class SynchrolockUtil {
 private final Log logger = LogFactory.getLog(getClass());
 @Autowired
 private RedisClientTemplate redisClientTemplate;
 public final String RETRYTYPE_WAIT = "1";  //加鎖方法當對象已加鎖時，設置為等待并輪詢
 public final String RETRYTYPE_NOWAIT = "0";  //加鎖方法當對象已加鎖時，設置為直接返回
 private String requestTimeOutName = "";  //投資同步鎖請求超時時間
 private String retryIntervalName = "";   //投資同步鎖輪詢間隔
 private String keyTimeoutName = "";  //緩存中key的失效時間
 private String investProductSn = "";   //產品Sn
 private String uuid;    //對象唯一標識
 private Long startTime = System.currentTimeMillis(); //首次調用時間
 public Long getStartTime() {
  return startTime;
 }
 List<String> keyList = new ArrayList<String>(); //緩存key的保存集合
 public List<String> getKeyList() {
  return keyList;
 }
 public void setKeyList(List<String> keyList) {
  this.keyList = keyList;
 }
 @PostConstruct
 public void init() {
  uuid = UUID.randomUUID().toString();
 }
 @PreDestroy
 public void destroy() {
  this.unlock();
 }
 /**
  * 根據傳入key值，判斷緩存中是否存在該key
  * 存在-已上鎖：判斷retryType，輪詢超時，或直接返回，返回ture
  * 不存在-未上鎖：將該放入緩存，返回false
  * @param key
  * @param retryType 當遇到上鎖情況時 1：輪詢；0：直接返回
  * @return
  */
 public boolean islocked(String key,String retryType){
  boolean flag = true;
  logger.info("====投資同步鎖設置輪詢間隔、請求超時時長、緩存key失效時長====");
  //投資同步鎖輪詢間隔 毫秒
  Long retryInterval = Long.parseLong(Constants.getProperty(retryIntervalName));
  //投資同步鎖請求超時時間 毫秒
  Long requestTimeOut = Long.parseLong(Constants.getProperty(requestTimeOutName));
  //緩存中key的失效時間 秒
  Integer keyTimeout = Integer.parseInt(Constants.getProperty(keyTimeoutName));
  //調用緩存獲取當前產品鎖
  logger.info("====當前產品key為："+key+"====");
  if(isLockedInRedis(key,keyTimeout)){
   if("1".equals(retryType)){
    //采用輪詢方式等待
    while (true) {
     logger.info("====產品已被占用，開始輪詢====");
     try {
      Thread.sleep(retryInterval);
     } catch (InterruptedException e) {
      logger.error("線程睡眠異常:"+e.getMessage(), e);
      return flag;
     }
     logger.info("====判斷請求是否超時====");
     Long currentTime = System.currentTimeMillis(); //當前調用時間
     long Interval = currentTime - startTime;
     if (Interval > requestTimeOut) {
      logger.info("====請求超時====");
      return flag;
     }
     if(!isLockedInRedis(key,keyTimeout)){
      logger.info("====輪詢結束，添加同步鎖====");
      flag = false;
      keyList.add(key);
      break;
     }
    }
   }else{
    //不等待，直接返回
    logger.info("====產品已被占用，直接返回====");
    return flag;
   }
  }else{
   logger.info("====產品未被占用，添加同步鎖====");
   flag = false;
   keyList.add(key);
  }
  return flag;
 }
 /**
  * 在緩存中查詢key是否存在
  * 若存在則返回true;
  * 若不存在則將key放入緩存，設置過期時間，返回false
  * @param key
  * @param keyTimeout key超時時間單位是秒
  * @return
  */
 boolean isLockedInRedis(String key,int keyTimeout){
  logger.info("====在緩存中查詢key是否存在====");
  boolean isExist = false;
  //與redis交互，查詢對象是否上鎖
  Long result = this.redisClientTemplate.setnx(key, uuid);
  logger.info("====上鎖 result = "+result+"====");
  if(null != result && 1 == Integer.parseInt(result.toString())){
   logger.info("====設置緩存失效時長 = "+keyTimeout+"秒====");
   this.redisClientTemplate.expire(key, keyTimeout);
   logger.info("====上鎖成功====");
   isExist = false;
  }else{
   logger.info("====上鎖失敗====");
   isExist = true;
  }
  return isExist;
 }
 /**
  * 根據傳入key，對該產品進行解鎖
  * @param key
  * @return
  */
 public void unlock(){
  //與redis交互，對產品解鎖
  if(keyList.size()>0){
   for(String key : this.keyList){
    String value = this.redisClientTemplate.get(key);
    if(null != value && !"".equals(value)){
     if(uuid.equals(value)){
      logger.info("====解鎖key:"+key+" value="+value+"====");
      this.redisClientTemplate.del(key);
     }else{
      logger.info("====待解鎖集合中key:"+key+" value="+value+"與uuid不匹配====");
     }
    }else{
     logger.info("====待解鎖集合中key="+key+"的value為空====");
    }
   }
  }else{
   logger.info("====待解鎖集合為空====");
  }
 }
}

2.2、業務調用模擬樣例

//獲取同步鎖工具類
　　SynchrolockUtil synchrolockUtil = SpringUtils.getBean("synchrolockUtil");
　　//獲取需上鎖資源的KEY
　　String key = "abc";
　　//查詢是否上鎖，上鎖輪詢，未上鎖加鎖
　　boolean isLocked = synchrolockUtil.islocked(key,synchrolockUtil.RETRYTYPE_WAIT);
　　//判斷上鎖結果
　　if(isLocked){
 　　logger.error("同步鎖請求超時并返回 key ="+key);
　　}else{
 　　logger.info("====同步鎖加鎖陳功====");
　　}
　　try {
 　　//執行業務處理
　　} catch (Exception e) {
 　　logger.error("業務異常:"+e.getMessage(), e);
　　}finally{
 　　//解鎖
 　　 synchrolockUtil.unlock();
　　}

2.3、如果業務處理內部，還有嵌套加鎖需求，只需將對象傳入方法內部，加鎖成功后將key值追加到集合中即可

ps：實際實現中還需要jedis工具類，需額外添加調用

補充：使用redis鎖還是出現同步問題

一種可能是，2臺機器同時訪問，一臺訪問，還沒有把鎖設置過去的時候，另一臺也查不到就會出現這個問題。

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