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springboot+redis分布式锁-模拟抢单

2019-04-01 18:38:28

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本篇内容主要讲解的是redis分布式锁,这个在各大厂面试几乎都是必备的,下面结合模拟抢单的场景来使用她;本篇不涉及到的redis环境搭建,快速搭建个人测试环境,这里建议使用docker;本篇内容节点如下:

1.jedis的nx生成锁
2.如何删除锁
3.模拟抢单动作(10w个人开抢)

jedis的nx生成锁

对于java中想操作redis,好的方式是使用jedis,首先pom中引入依赖:

1         <dependency>
2 <groupId>redis.clients</groupId>
3 <artifactId>jedis</artifactId>
4 </dependency>

对于分布式锁的生成通常需要注意如下几个方面:

1、创建锁的策略:redis的普通key一般都允许覆盖,A用户set某个key后,B在set相同的key时同样能成功,如果是锁场景,那就无法知道到底是哪个用户set成功的;这里jedis的setnx方式为我们解决了这个问题,简单原理是:当A用户先set成功了,那B用户set的时候就返回失败,满足了某个时间点只允许一个用户拿到锁。


2、锁过期时间:某个抢购场景时候,如果没有过期的概念,当A用户生成了锁,但是后面的流程被阻塞了一直无法释放锁,那其他用户此时获取锁就会一直失败,无法完成抢购的活动;当然正常情况一般都不会阻塞,A用户流程会正常释放锁;过期时间只是为了更有保障。

下面来上段setnx操作的代码:

1     public boolean setnx(String key, String val) {
2 Jedis jedis = null;
3 try {
4 jedis = jedisPool.getResource();
5 if (jedis == null) {
6 return false;
7 }
8 return jedis.set(key, val, "NX", "PX", 1000 * 60).
9 equalsIgnoreCase("ok");
10 } catch (Exception ex) {
11 } finally {
12 if (jedis != null) {
13 jedis.close();
14 }
15 }
16 return false;
17 }

这里注意点在于jedis的set方法,其参数的说明如:

1、NX:是否存在key,存在就不set成功
2、PX:key过期时间单位设置为毫秒(EX:单位秒)


setnx如果失败直接封装返回false即可,下面我们通过一个get方式的api来调用下这个setnx方法:

1     @GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
2 public boolean setnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
3 return jedisCom.setnx(key, val);
4 }

访问如下测试url,正常来说第一次返回了true,第二次返回了false,由于第二次请求的时候redis的key已存在,所以无法set成功

 

由上图能够看到只有一次set成功,并key具有一个有效时间,此时已到达了分布式锁的条件。


如何删除锁

上面是创建锁,同样的具有有效时间,但是我们不能完全依赖这个有效时间,场景如:有效时间设置1分钟,本身用户A获取锁后,没遇到什么特殊情况正常生成了抢购订单后,此时其他用户应该能正常下单了才对,但是由于有个1分钟后锁才能自动释放,那其他用户在这1分钟无法正常下单(因为锁还是A用户的),因此我们需要A用户操作完后,主动去解锁: 

1     public int delnx(String key, String val) {
2 Jedis jedis = null;
3 try {
4 jedis = jedisPool.getResource();
5 if (jedis == null) {
6 return 0;
7 }
8
9 //if redis.call('get','orderkey')=='1111' then return redis.call('del','orderkey') else return 0 end
10 StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
11 sbScript.append("if redis.call('get','").append(key).append("')").append("=='").append(val).append("'").
12 append(" then ").
13 append(" return redis.call('del','").append(key).append("')").
14 append(" else ").
15 append(" return 0").
16 append(" end");
17
18 return Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());
19 } catch (Exception ex) {
20 } finally {
21 if (jedis != null) {
22 jedis.close();
23 }
24 }
25 return 0;
26 }

这里也使用了jedis方式,直接执行lua脚本:根据val判断其是否存在,如果存在就del;

其实个人认为通过jedis的get方式获取val后,然后再比较value是否是当前持有锁的用户,如果是那最后再删除,效果其实相当;只不过直接通过eval执行脚本,这样避免多一次操作了redis而已,缩短了原子操作的间隔。(如有不同见解请留言探讨);同样这里创建个get方式的api来测试:

1     @GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
2 public int delnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
3 return jedisCom.delnx(key, val);
4 }

注意的是delnx时,需要传递创建锁时的value,因为通过et的value与delnx的value来判断是否是持有锁的操作请求,只有value一样才允许del;


模拟抢单动作(10w个人开抢)

有了上面对分布式锁的粗略基础,我们模拟下10w人抢单的场景,其实就是一个并发操作请求而已,由于环境有限,只能如此测试;如下初始化10w个用户,并初始化库存,商品等信息,如下代码:

1     //总库存
2 private long nKuCuen = 0;
3 //商品key名字
4 private String shangpingKey = "computer_key";
5 //获取锁的超时时间 秒
6 private int timeout = 30 * 1000;
7
8 @GetMapping("/qiangdan")
9 public List<String> qiangdan() {
10
11 //抢到商品的用户
12 List<String> shopUsers = new ArrayList<>();
13
14 //构造很多用户
15 List<String> users = new ArrayList<>();
16 IntStream.range(0, 100000).parallel().forEach(b -> {
17 users.add("神牛-" + b);
18 });
19
20 //初始化库存
21 nKuCuen = 10;
22
23 //模拟开抢
24 users.parallelStream().forEach(b -> {
25 String shopUser = qiang(b);
26 if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
27 shopUsers.add(shopUser);
28 }
29 });
30
31 return shopUsers;
32 }

有了上面10w个不同用户,我们设定商品只有10个库存,然后通过并行流的方式来模拟抢购,如下抢购的实现:

1     /**
2 * 模拟抢单动作
3 *
4 * @param b
5 * @return
6 */
7 private String qiang(String b) {
8 //用户开抢时间
9 long startTime = System.currentTimeMillis();
10
11 //未抢到的情况下,30秒内继续获取锁
12 while ((startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()) {
13 //商品是否剩余
14 if (nKuCuen <= 0) {
15 break;
16 }
17 if (jedisCom.setnx(shangpingKey, b)) {
18 //用户b拿到锁
19 logger.info("用户{}拿到锁...", b);
20 try {
21 //商品是否剩余
22 if (nKuCuen <= 0) {
23 break;
24 }
25
26 //模拟生成订单耗时操作,方便查看:神牛-50 多次获取锁记录
27 try {
28 TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
29 } catch (InterruptedException e) {
30 e.printStackTrace();
31 }
32
33 //抢购成功,商品递减,记录用户
34 nKuCuen -= 1;
35
36 //抢单成功跳出
37 logger.info("用户{}抢单成功跳出...所剩库存:{}", b, nKuCuen);
38
39 return b + "抢单成功,所剩库存:" + nKuCuen;
40 } finally {
41 logger.info("用户{}释放锁...", b);
42 //释放锁
43 jedisCom.delnx(shangpingKey, b);
44 }
45 } else {
46 //用户b没拿到锁,在超时范围内继续请求锁,不需要处理
47 // if (b.equals("神牛-50") || b.equals("神牛-69")) {
48 // logger.info("用户{}等待获取锁...", b);
49 // }
50 }
51 }
52 return "";
53 }

这里实现的逻辑是:

1、parallelStream():并行流模拟多用户抢购
2、(startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis():判断未抢成功的用户,timeout秒内继续获取锁
3、获取锁前和后都判断库存是否还足够
4、jedisCom.setnx(shangpingKey, b):用户获取抢购锁
5、获取锁后并下单成功,最后释放锁:jedisCom.delnx(shangpingKey, b)

再来看下记录的日志结果:


最终返回抢购成功的用户:

 

git地址: https://github.com/shenniubuxing3

文章来源:https://www.cnblogs.com/wangrudong003/p/10627539.html

推荐阅读:https://www.roncoo.com/search/%E7%A7%92%E6%9D%80




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