端午节最后一天了，三天假期过得太快了，更坏的消息是，下周还要上六天班呢！
趁着假期的尾巴，和大家再叨逼叨redis是如何实现分布式锁的。这期也是为了填之前《redis系列之——缓存穿透、缓存击穿、缓存雪崩》留下的坑。
这一期不是专门聊分布式锁的，所以不会涉及到各种分布式锁实现及相关的比较，只是聊一下如何使用redis实现分布式锁。感觉上一个坑还没填完，这里又挖了一个大坑，各种分布式锁实现及相关的比较后面有时间我会跪着填上的，请大家给我多一点点时间，多一点点温柔。
本期是硬核输出，也是面试高频，更是实战必会。
什么是分布式锁
先说一个场景，消费者在购物网站上下单或收银员在POS机上下单，由于网络等问题，在连续点击了两下，后端网站如何处理，如何响应？对于这个问题，前端需要处理，后端也需要处理。这里主要说后端，后端不光要处理重复订单问题，还有处理幂等问题。幂等问题简单来说就是相同的请求，要有相同的响应结果，这里就不展开了。重复订单该如何处理？
对于一个小的访问量不大的网站，部署了一个tomcat，这个问题可以简单的通过JVM提供的同步锁synchronized实现。但是当网站访问量越来越大时，需要扩展机器，synchronized就不能起作用了。相同的下单参数连续两次请求后端服务器，可能会被分发到两个tomcat上，就会出现synchronized失效问题。
分布式锁要解决的就是多机器部署时，相同请求并发访问时资源竞争问题。请求到达每个tomcat时，首先要去redis中注册锁，注册成功返回true则说明获得了锁，可以继续处理相关的业务，处理完成后释放锁。同一时刻只能有一个tomcat能获得锁，其他没获得锁的tomcat则多次尝试继续获得锁，没有获得锁不能处理业务。获得锁的tomcat释放锁后，其他的tomcat才能有一个获得锁。
这里是使用redis做外部存储介质存储锁的，使用zookeeper也是类似的。万变不离其宗，原理都一样，只是技术选型有差别。
redis实现
废话就不说了，直接上代码。
1.pom.xml
<parent>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
<version>2.3.1.RELEASE</version>
</parent>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
这里需要注意，我使用的是spring-boot。redis的相关jar使用的是spring-boot-starter-data-redis。
注意版本是2以上，版本1和版本2在redis锁的实现上有个关键的差异，后面会说到。
2.application.yml
server:
port: 8080
spring:
application:
name: java-summary
redis:
database: 10
password: 123456
timeout: 20000
host: 127.0.0.1 port: 6379 pool: max-idle: 20 min-idle: 20 max-wait: 10000 max-active: 5000 3.RedisConfiguration.java
package com.wuxiaolong.redis;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.context.annotation.Primary;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate; import org.springframework.data.redis.serializer.RedisSerializer; import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer; /** * Description: * * @author 诸葛小猿 * @date 2020-06-27 * * 去除redis序列化时，key-value的乱码问题 */ @Configuration public class RedisConfiguration { @Bean @Primary public RedisTemplate setRedisTemplate(RedisTemplate redisTemplate) { RedisSerializer stringSerializer = new StringRedisSerializer(); redisTemplate.setKeySerializer(stringSerializer); redisTemplate.setValueSerializer(stringSerializer); redisTemplate.setHashKeySerializer(stringSerializer); redisTemplate.setHashValueSerializer(stringSerializer); return redisTemplate; } } 这个配置类就是为了解决redis的key和value在序列化时的乱码问题，将序列化的方式设置为string格式
4.RedisLock.java
package com.wuxiaolong.redis;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component; import java.util.UUID; import java.util.concurrent.TimeUnit; /** * Description: * * @author 诸葛小猿 * @date 2020-06-27 */ @Component @Slf4j public class RedisLock { @Autowired private RedisTemplate redisTemplate; /** * 添加元素 * * @param key * @param value */ public void set(String key, String value) { if (key == null || value == null) { return; } redisTemplate.opsForValue().set(key, value); } /** * 如果已经存在返回false，否则返回true * * @param key * @param value * @return */ public Boolean setNx(String key, String value, Long expireTime, TimeUnit mimeUnit) { if (key == null || value == null) { return false; } //spiring boot 1.5 版本setIfAbsent只能设置key-value,需要单独对key设置过期时间，因为是两步操作，所以不是原子性 //Boolean tf = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value); //redisTemplate.expire(key, expireTime, mimeUnit); // 在spiring boot 2 可以直接使用 redisTemplate的setIfAbsent设置key-value和过期时间，是原子性 Boolean tf =redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key,value,expireTime, mimeUnit); return tf; } /** * 获取数据 * * @param key * @return */ public Object get(String key) { if (key == null) { return null; } return redisTemplate.opsForValue().get(key); } /** * 删除 * * @param key * @return */ public void remove(Object key) { if (key == null) { return ; } redisTemplate.delete(key); } /** * 加锁 * * @param key * @param waitTime 等待时间,在这个时间内会多次尝试获取锁，超过这个时间还没获得锁，就返回false * @param interval 间隔时间,每隔多长时间尝试一次获的锁 * @param expireTime key的过期时间 */ public Boolean lock(String key, Long waitTime,Long interval, Long expireTime) { String value = UUID.randomUUID().toString().replaceAll("-", "").toLowerCase(); Boolean flag = setNx(key, value, expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS); // 尝试获取锁 成功返回 if (flag) { return flag; } else { // 获取失败 // 现在时间 long newTime = System.currentTimeMillis(); // 等待过期时间 long loseTime = newTime + waitTime; // 不断尝试获取锁成功返回 while (System.currentTimeMillis() < loseTime) { Boolean testFlag = setNx(key, value, expireTime, TimeUnit.MILLISECONDS); if (testFlag) { return testFlag; } try { Thread.sleep(interval); } catch (InterruptedException e) { log.error("获取锁异常",e); } } } return false; } /** * 释放锁 * * @param key * @return */ public void unLock(String key) { remove(key); } public Boolean setIfAbsent(String key, String value){ Boolean tf = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, value); redisTemplate.expire(key, 60, TimeUnit.DAYS); return tf; } } 这个就是redis锁的核心实现。上面提到的spring-boot版本问题就是这里的setNx方法中的redisTemplate的setIfAbsent的差异。
setIfAbsent的作用是，在存储key和value时，如果key不存在则保存后返回true，说明获得锁；如果key存在则保存后返回false，说明这个锁正在使用中，不能获取。
在获取锁时，有两步操作，首先是要存储这个key-value，然后需要对其设置一个过期时间，防止出现死锁。在spring-boot的版本为1时，只提供了setIfAbsent(key, value)的API，设置成功后需要调用redisTemplate.expire(key, expireTime, mimeUnit)对这个key设置过期时间，这是两步是非原子性的操作，如果第一步执行成功，第二步执行失败，就可能出现死锁，虽然概率很低。在spring-boot的版本为2时，提供了一个原子性的API setIfAbsent(key,value,expireTime, mimeUnit)，在保存key-value的同时设置了过期时间，推荐使用。
4.RedisLockTest.java
package com.wuxiaolong.redis;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.*;
import java.util.Map; /** * Description: * * @author 诸葛小猿 * @date 2020-06-27 */ @RestController @Slf4j public class RedisLockTest { @Autowired private RedisLock redisLock; public static final String ORDER_LOCK_PREFIX = "order:lock:"; @RequestMapping(value = "save/order",method = RequestMethod.POST) public String saveOrder(@RequestBody Map<String,String> order){ // 获取商户号、门店号、收银机号、收银单号，组成全局唯一的订单号 String orderSn = order.get("merchantSn")+order.get("storeSn")+order.get("workstationSn")+order.get("checkSn"); // 使用全局唯一的订单号做分布式锁的key String lockKey = ORDER_LOCK_PREFIX + orderSn; try{ // 加锁 每隔100毫秒获取一次锁；1分钟内拿不到锁就返回false；锁的过期时间5分钟（防止死锁） Boolean tf = redisLock.lock(lockKey,1L * 60 * 1000,100L,5L * 60 * 1000); if(tf){ // todo 处理拿到锁时的业务 return "success"; }else { // todo 处理没有拿到锁时的业务 return "fail"; } }catch (Exception e){ log.error("业务异常",e); }finally { // 一定要在finally中释放锁 redisLock.unLock(lockKey); } return "success"; } } 这是测试类的实例。首先需要获得全局唯一的订单号，然后使用这个订单号为key。在try块的最前面先去redis中获得锁，根据是否获得锁做不同的操作。需要根据自己的业务定义waitTime,interval, expireTime这三个参数。一定要在最后的finally中释放锁。
打卡下班。
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【传播知识，共享价值】，感谢小伙伴们的关注和支持，我是【诸葛小猿】，一个彷徨中奋斗的互联网民工。留下的坑，跪着我也会填完的！！！
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