redis 实现分布式锁的演进

原创

矿泉水

修改于 2018-05-21 10:24:48

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修改于 2018-05-21 10:24:48

文章被收录于专栏：风中追风

在分布式系统中，常常会遇到一些要使用分布式锁的业务场景。

比如说：每分钟要执行关闭未支付订单的定时任务，在集群的环境下，如果不做处理，每台服务器都会去执行这个定时任务，显然每个时间段的定时任务只需要执行一次，并不需要每台服务器都去执行，使用分布式锁来控制让单台服务器来执行这个定时任务势在必行

实现分布式锁的方式有很多，zookeeper，数据库，或者是其它手段都可以，本文着重分析使用

redis来实现分布式锁的几种方案。

先来看看要使用的redis命令吧

setnx：not exist 的缩写不存在时，setnx 才会设置成功具有原子性

getset 获取旧值，然后设置新值。具有原子性

expire 设置key的有效期

del 删除key

第一种：

    @Scheduled(cron="0 */1 * * * ?")
    public void taskV1(){
        log.info("定时任务启动");
        long lockTimeout = Long.parseLong(PropertiesUtil.getProperty("lock.timeout","5000"));
        Long setnxResult = RedisShardedPoolUtil.setnx(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,String.valueOf(System.currentTimeMillis()+lockTimeout));
        if(setnxResult != null && setnxResult.intValue() == 1){
            //如果返回值是1，代表设置成功，获取锁
            RedisShardedPoolUtil.expire(lockName,5);//设置超时时间
           //执行定时任务的业务操作
           RedisShardedPoolUtil.del(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);//释放锁
        }else{
            log.info("没有获得分布式锁:{}",Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
        }
        log.info("定时任务结束");
    }

V1版本的定时任务是利用 redis 的 setnx 命令去做的，setnx 是当key不存在的时候才会是set 一个key , 如果返回 1 就说明成功了，那就说明得到了锁；

但返回一个结果后，服务器就被kill了，那redis 的key 里面已经有了这个key了

会导致这个定时任务永远不会被执行；这是这种方案的一个bug

关闭服务器有两种方法，一个是使用tomcat 的 shutdown命令，还有一个是直接kill进程

如果是是使用 shutdown 命令的话，那使用 @PreDestroy 这种注解修饰一个deleteKey的方法也能将锁释放，但如果有很多歌分布式锁需要释放的话，那 shutdown 时等待的时间就太久了更优雅的办法看 V2版本

第二种办法：

    @Scheduled(cron="0 */1 * * * ?")
    public void taskV2(){
        log.info("定时任务启动");
        long lockTimeout = Long.parseLong(PropertiesUtil.getProperty("lock.timeout","5000"));
        Long setnxResult = RedisShardedPoolUtil.setnx(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,String.valueOf(System.currentTimeMillis()+lockTimeout));
        if(setnxResult != null && setnxResult.intValue() == 1){
        RedisShardedPoolUtil.expire(lockName,5);//设置超时时间
            //执行定时任务的业务操作
            RedisShardedPoolUtil.del(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);//释放锁
        }else{
            //未获取到锁，继续判断，判断时间戳，看是否可以重置并获取到锁
            String lockValueStr = RedisShardedPoolUtil.get(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
            if(lockValueStr != null && System.currentTimeMillis() > Long.parseLong(lockValueStr)){
                String getSetResult = RedisShardedPoolUtil.getSet(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,String.valueOf(System.currentTimeMillis()+lockTimeout));
                //再次用当前时间戳getset。
                //返回给定的key的旧值，->旧值判断，是否可以获取锁
                //当key没有旧值时，即key不存在时，返回nil ->获取锁
                //这里我们set了一个新的value值，获取旧的值。
                if(getSetResult == null || (getSetResult != null && StringUtils.equals(lockValueStr,getSetResult))){
                    //真正获取到锁
                  RedisShardedPoolUtil.expire(lockName,5);//设置超时时间
                   //执行定时任务的业务操作
                   //释放锁
                }else{
                    log.info("没有获取到分布式锁:{}",Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
                }
            }else{
                log.info("没有获取到分布式锁:{}",Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
            }
        }
        log.info("定时任务结束");
    }

V2版本的定时任务在执行setnx 命令时 value 加入了一个当前时间 + 防死锁的超时时间（5S），

如果没有获取到锁的话，会通过value判断一下，锁的超时时间。

首先通过key 得到 setnx set 的值 value1，然后如果当前时间大于锁的超时时间，

就重新去更新这个 key的value 值，更新的value值称为value 2 使用的命令是 getSet命令，

getSet命令会返回一个旧值这里称为是 value3

如果 value 1等于 null 的话就说明 redis中锁的这个key就消失了，那就使当前线程获取到锁执行定时任务。

如果value 1不等于null 并且 value3 等于 value1, 就说明当前 redis 分布式锁锁的这个key，没有被其它线程修改过，而这个key的有限期又到时间了，那么也说明当前线程有资格获取到锁，于是执行定时任务。

以上两种都是原生的写法，再来看 Redisson 框架给我们提供的便利吧~

 @Scheduled(cron="0 */1 * * * ?")
    public void taskV3(){
        RLock lock = redissonManager.getRedisson().getLock(Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK);
        boolean getLock = false;
        try {
            if(getLock = lock.tryLock(0,5, TimeUnit.SECONDS)){
                log.info("Redisson获取到分布式锁:{},ThreadName:{}",Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,Thread.currentThread().getName());
                int hour = Integer.parseInt(PropertiesUtil.getProperty("close.order.task.time.hour","2"));
        //执行定时任务的业务操作
            }else{
                log.info("Redisson没有获取到分布式锁:{},ThreadName:{}",Const.REDIS_LOCK.CLOSE_ORDER_TASK_LOCK,Thread.currentThread().getName());
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            log.error("Redisson分布式锁获取异常",e);
        } finally {
            if(!getLock){
                return;
            }
            lock.unlock();
            log.info("Redisson分布式锁释放锁");
        }
    }

task1 task2的思路如图所示：