• 【SpringBoot系列】Spring Boot+Redis 分布式锁:模拟抢单


    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:

    jedis的nx生成锁

    • 如何删除锁

    • 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.clientsgroupId>
    3.     <artifactId>jedisartifactId>
    4. dependency>

    对于分布式锁的生成通常需要注意如下几个方面:

    • 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。

    • 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:

    • NX:是否存在key,存在就不set成功

    • 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.             //if redis.call('get','orderkey')=='1111' then return redis.call('del','orderkey') else return 0 end
    9.             StringBuilder sbScript = new StringBuilder();
    10.             sbScript.append("if redis.call('get','").append(key).append("')").append("=='").append(val).append("'").
    11.                     append(" then ").
    12.                     append(" return redis.call('del','").append(key).append("')").
    13.                     append(" else ").
    14.                     append(" return 0").
    15.                     append(" end");
    16.             return Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());
    17.         } catch (Exception ex) {
    18.         } finally {
    19.             if (jedis != null) {
    20.                 jedis.close();
    21.             }
    22.         }
    23.         return 0;
    24.     }

    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.     @GetMapping("/qiangdan")
    8.     public List<String> qiangdan() {
    9.         //抢到商品的用户
    10.         List<String> shopUsers = new ArrayList<>();
    11.         //构造很多用户
    12.         List<String> users = new ArrayList<>();
    13.         IntStream.range(0100000).parallel().forEach(b -> {
    14.             users.add("神牛-" + b);
    15.         });
    16.         //初始化库存
    17.         nKuCuen = 10;
    18.         //模拟开抢
    19.         users.parallelStream().forEach(b -> {
    20.             String shopUser = qiang(b);
    21.             if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
    22.                 shopUsers.add(shopUser);
    23.             }
    24.         });
    25.         return shopUsers;
    26.     }

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

    这里实现的逻辑是:

    • parallelStream():并行流模拟多用户抢购

    • (startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis():判断未抢成功的用户,timeout秒内继续获取锁

    • 获取锁前和后都判断库存是否还足够

    • jedisCom.setnx(shangpingKey, b):用户获取抢购锁

    • 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:

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  • 原文地址:https://blog.csdn.net/wufaqidong1/article/details/125866491