1. 什么是分布式锁
在分布式系统中，当多个进程或节点同时对共享资源进行访问并修改时，很容易出现数据竞争或死锁等问题，为了避免这些问题，我们需要引入分布式锁。
分布式锁是在分布式系统中实现锁定机制，能够保证分布式系统并发访问共享资源的正确性和一致性。
在实际开发中，可使用zookeeper、redis等工具来实现分布式锁，本文介绍如何在SpringBoot中使用Redis实现分布式锁。
2. Redis的实现原理
Redis提供了SETNX命令，该命令可以原子性地在键不存在时设置键的值，如果键已经存在则不做任何操作。因此可以利用Redis的这个特性实现分布式锁。
具体实现步骤如下：
进程A尝试获取锁，即调用SETNX命令。
如果返回值为1，表示进程A成功获取锁。
如果返回值为0，表示锁已被其他进程占用，进程A需要等待一段时间后再重新尝试获取锁。
3. Redis分布式锁实现代码
3.1. Maven依赖
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
3.2. RedisTemplate配置
在SpringBoot中使用Redis需要配置RedisTemplate，可以通过RedisTemplate来实现Redis的操作，包括获取、设置、删除等。
以下是RedisTemplate的配置代码：
@Configuration
public class RedisConfig {
@Bean
public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
Jackson2JsonRedisSerializer<Object> jackson2JsonRedisSerializer = new Jackson2JsonRedisSerializer<>(Object.class);
ObjectMapper objectMapper = new ObjectMapper();
objectMapper.setVisibility(PropertyAccessor.ALL, JsonAutoDetect.Visibility.ANY);
objectMapper.enableDefaultTyping(ObjectMapper.DefaultTyping.NON_FINAL);
jackson2JsonRedisSerializer.setObjectMapper(objectMapper);
RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
template.setValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
template.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
template.setHashValueSerializer(jackson2JsonRedisSerializer);
return template;
}
}
3.3. Redis锁工具类
为了方便在代码中使用Redis分布式锁，我们创建了一个Redis锁工具类，该类包含了加锁、解锁等常用方法。
以下是Redis锁工具类的代码：
@Service
public class RedisLockService {
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
private ThreadLocal<String> threadLocalKey = new ThreadLocal<>();
private ThreadLocal<Long> threadLocalExpire = new ThreadLocal<>();
@Autowired
public RedisLockService(RedisTemplate<String, Object> redisTemplate) {
this.redisTemplate = redisTemplate;
}
public boolean lock(String key, long expire) {
try {
String uuid = UUID.randomUUID().toString();
Boolean result = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, uuid, Duration.ofMillis(expire));
if (result != null && result) {
threadLocalKey.set(key);
threadLocalExpire.set(expire);
return true;
} else {
return false;
}
} catch (Exception e) {
return false;
}
}
public void unlock() {
String key = threadLocalKey.get();
if (StringUtils.isBlank(key)) {
return;
}
redisTemplate.execute(RedisScript.of("if redis.call('get',KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del',KEYS[1]) else return 0 end"), Collections.singletonList(key), threadLocalKey.get());
threadLocalKey.remove();
threadLocalExpire.remove();
}
}
4. 使用分布式锁
下面是在代码中使用Redis分布式锁的示例：
@Service
public class OrderService {
private RedisLockService redisLockService;
@Autowired
public OrderService(RedisLockService redisLockService) {
this.redisLockService = redisLockService;
}
public void createOrder() {
String lockKey = "lockKey";
long lockExpireMillis = 10000L;
boolean locked = false;
try {
locked = redisLockService.lock(lockKey, lockExpireMillis);
if (locked) {
// do something
} else {
// failed to acquire lock
}
} finally {
if (locked) {
redisLockService.unlock();
}
}
}
}
5. 注意事项
使用Redis分布式锁需要注意以下几个问题：
加锁和解锁必须是同一次请求完成的，即加锁和解锁必须在同一个线程中完成，最好使用ThreadLocal来存储锁的key和过期时间。
加锁时需要设置过期时间，以防止锁一直被占用导致死锁。
使用锁时需要注意时间窗口、重试次数等参数的设置，以保证性能和可靠性。
6. 总结
使用Redis分布式锁可以避免分布式系统中的数据竞争和死锁问题。Redis的SETNX命令可以实现分布式锁，需要注意加锁和解锁必须在同一个线程中完成，加锁时需要设置过期时间，并设置适当的时间窗口和重试次数等参数。通过上述方法，可以轻松地在SpringBoot中使用Redis实现分布式锁。