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這期內(nèi)容當(dāng)中小編將會給大家?guī)碛嘘P(guān)SpringBoot如何使用 Redis 分布式鎖解決并發(fā)問題,文章內(nèi)容豐富且以專業(yè)的角度為大家分析和敘述,閱讀完這篇文章希望大家可以有所收獲。
現(xiàn)在的應(yīng)用程序架構(gòu)中,很多服務(wù)都是多副本運(yùn)行,從而保證服務(wù)的穩(wěn)定性。一個服務(wù)實(shí)例掛了,其他服務(wù)依舊可以接收請求。但是服務(wù)的多副本運(yùn)行隨之也會引來一些分布式問題,比如某個接口的處理邏輯是這樣的:接收到請求后,先查詢 DB 看是否有相關(guān)的數(shù)據(jù),如果沒有則插入數(shù)據(jù),如果有則更新數(shù)據(jù)。在這種場景下如果相同的 N 個請求并發(fā)發(fā)到后端服務(wù)實(shí)例,就會出現(xiàn)重復(fù)插入數(shù)據(jù)的情況:
針對上面問題,一般的解決方案是使用分布式鎖來解決。同一個進(jìn)程內(nèi)的話用本進(jìn)程內(nèi)的鎖即可解決,但是服務(wù)多實(shí)例部署的話是分布式的,各自進(jìn)程獨(dú)立,這種情況下可以設(shè)置一個全局獲取鎖的地方,各個進(jìn)程都可以通過某種方式獲取這個全局鎖,獲得到鎖后就可以執(zhí)行相關(guān)業(yè)務(wù)邏輯代碼,沒有拿到鎖則跳過不執(zhí)行,這個全局鎖就是我們所說的分布式鎖。分布式鎖一般有三種實(shí)現(xiàn)方式:1. 數(shù)據(jù)庫樂觀鎖;2. 基于Redis的分布式鎖;3. 基于ZooKeeper的分布式鎖。
我們這里介紹如何基于 Redis 的分布式鎖來解決分布式并發(fā)問題:Redis 充當(dāng)獲取全局鎖的地方,每個實(shí)例在接收到請求的時(shí)候首先從 Redis 獲取鎖,獲取到鎖后執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯代碼,沒爭搶到鎖則放棄執(zhí)行。
Redis 鎖主要利用 Redis 的 setnx 命令:
加鎖命令:SETNX key value,當(dāng)鍵不存在時(shí),對鍵進(jìn)行設(shè)置操作并返回成功,否則返回失敗。KEY 是鎖的唯一標(biāo)識,一般按業(yè)務(wù)來決定命名。Value 一般用 UUID 標(biāo)識,確保鎖不被誤解。
解鎖命令:DEL key,通過刪除鍵值對釋放鎖,以便其他線程可以通過 SETNX 命令來獲取鎖。
鎖超時(shí):EXPIRE key timeout, 設(shè)置 key 的超時(shí)時(shí)間,以保證即使鎖沒有被顯式釋放,鎖也可以在一定時(shí)間后自動釋放,避免資源被永遠(yuǎn)鎖住。
為了確保分布式鎖可用,我們至少要確保鎖的實(shí)現(xiàn)同時(shí)滿足以下四個條件:
互斥性。在任意時(shí)刻,保證只有一臺機(jī)器的一個線程可以持有鎖;
不會發(fā)生死鎖。即使有一個客戶端在持有鎖的期間崩潰而沒有主動解鎖,也能保證后續(xù)其他客戶端能加鎖;
具備非阻塞性。一旦獲取不到鎖就立刻返回加鎖失?。?/p>
加鎖和解鎖必須是同一個客戶端,客戶端自己不能把別人加的鎖給解了;
寫了一個 RedisLock 工具類,用于業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行前加鎖和業(yè)務(wù)邏輯執(zhí)行完解鎖操作。這里的加鎖操作可能實(shí)現(xiàn)的不是很完善,有加鎖和鎖過期兩個操作原子性問題,如果 SpringBoot 版本是2.x的話是可以用注釋中的代碼在加鎖的時(shí)候同時(shí)設(shè)置鎖過期時(shí)間,如果 SpringBoot 版本是2.x以下的話建議使用 Lua 腳本來確保操作的原子性,這里為了簡單就先這樣寫:
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate; 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; /** * @description: Redis分布式鎖實(shí)現(xiàn)工具類 * @author: qianghaohao * @time: 2021/7/19 */ @Component public class RedisLock { @Autowired StringRedisTemplate redisTemplate; /** * 獲取鎖 * * @param lockKey 鎖 * @param identity 身份標(biāo)識(保證鎖不會被其他人釋放) * @param expireTime 鎖的過期時(shí)間(單位:秒) * @return */ public boolean lock(String lockKey, String identity, long expireTime) { // 由于我們目前 springboot 版本比較低,1.5.9,因此還不支持下面這種寫法 // return redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, identity, expireTime, TimeUnit.SECONDS); if (redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, identity)) { redisTemplate.expire(lockKey, expireTime, TimeUnit.SECONDS); return true; } return false; } /** * 釋放鎖 * * @param lockKey 鎖 * @param identity 身份標(biāo)識(保證鎖不會被其他人釋放) * @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); Object result = redisTemplate.execute(redisScript, keys, identity); return (boolean) result; } }
這里只貼出關(guān)鍵的使用代碼,注意:鎖的 key 根據(jù)自己的業(yè)務(wù)邏輯命名,能唯一標(biāo)示同一個請求即可。value 這里設(shè)置為 UUID,為了確保釋放鎖的時(shí)候能正確釋放(只釋放自己加的鎖)。
@Autowired private RedisLock redisLock; // redis 分布式鎖
String redisLockKey = String.format("%s:docker-image:%s", REDIS_LOCK_PREFIX, imageVo.getImageRepository()); String redisLockValue = UUID.randomUUID().toString(); try { if (!redisLock.lock(redisLockKey, redisLockValue, REDIS_LOCK_TIMEOUT)) { logger.info("redisLockKey [" + redisLockKey + "] 已存在,不執(zhí)行鏡像插入和更新"); result.setMessage("新建鏡像頻繁,稍后重試,鎖占用"); return result; } ... // 執(zhí)行業(yè)務(wù)邏輯 catch (Execpion e) { ... // 異常處理 } finally { // 釋放鎖 if (!redisLock.releaseLock(redisLockKey, redisLockValue)) { logger.error("釋放redis鎖 [" + redisLockKey + "] 失敗); } else { logger.error("釋放redis鎖 [" + redisLockKey + "] 成功"); } }
上述就是小編為大家分享的SpringBoot如何使用 Redis 分布式鎖解決并發(fā)問題了,如果剛好有類似的疑惑,不妨參照上述分析進(jìn)行理解。如果想知道更多相關(guān)知識,歡迎關(guān)注億速云行業(yè)資訊頻道。
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