Redis分散式鎖解決搶購問題

Charlie發表於2017-09-30
Redis分散式

廢話不多說，首先分享一個業務場景-搶購。一個典型的高併發問題，所需的最關鍵欄位就是庫存，在高併發的情況下每次都去資料庫查詢顯然是不合適的，因此把庫存資訊存入Redis中，利用redis的鎖機制來控制併發訪問，是一個不錯的解決方案。

首先是一段業務程式碼：

@Transactional
public void orderProductMockDiffUser(String productId){
    //1.查庫存
    int stockNum  = stock.get(productId);
    if(stocknum == 0){
        throw new SellException(ProductStatusEnum.STOCK_EMPTY);
        //這裡丟擲的異常要是執行時異常，否則無法進行資料回滾，這也是spring中比較基礎的   
    }else{
        //2.下單
        orders.put(KeyUtil.genUniqueKey(),productId);//生成隨機使用者id模擬高併發
        sotckNum = stockNum-1;
        try{
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedExcption e){
            e.printStackTrace();
        }
        stock.put(productId,stockNum);
    }
}

這裡有一種比較簡單的解決方案，就是synchronized關鍵字。

public synchronized void orderProductMockDiffUser(String productId)

這就是java自帶的一種鎖機制，簡單的對函式加鎖和釋放鎖。但問題是這個實在是太慢了，感興趣的可以可以寫個介面用apache ab壓測一下。

ab -n 500 -c 100 http://localhost:8080/xxxxxxx

下面就是redis分散式鎖的解決方法。首先要了解兩個redis指令
SETNX 和 GETSET，可以在redis中文網上找到詳細的介紹。
SETNX就是set if not exist的縮寫，如果不存在就返回儲存value並返回1，如果存在就返回0。
GETSET其實就是兩個指令GET和SET，首先會GET到當前key的值並返回，然後在設定當前Key為要設定Value。

首先我們先新建一個RedisLock類：

@Slf4j
@Component
public class RedisService {
    @Autowired
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;


    /***
     * 加鎖
     * @param key
     * @param value 當前時間+超時時間
     * @return 鎖住返回true
     */
    public boolean lock(String key,String value){
        if(stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key,value)){//setNX 返回boolean
            return true;
        }
        //如果鎖超時 ***
        String currentValue = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
        if(!StringUtils.isEmpty(currentValue) && Long.parseLong(currentValue)<System.currentTimeMillis()){
            //獲取上一個鎖的時間
            String oldvalue  = stringRedisTemplate.opsForValue().getAndSet(key,value);
            if(!StringUtils.isEmpty(oldvalue)&&oldvalue.equals(currentValue)){
                return true;
            }
        }
        return false;
    }
    /***
     * 解鎖
     * @param key
     * @param value
     * @return
     */
    public void unlock(String key,String value){
        try {
            String currentValue = stringRedisTemplate.opsForValue().get(key);
            if(!StringUtils.isEmpty(currentValue)&&currentValue.equals(value)){
                stringRedisTemplate.opsForValue().getOperations().delete(key);
            }
        } catch (Exception e) {
            log.error("解鎖異常");
        }
    }
}

這個專案是springboot的專案。首先要加入redis的pom依賴，該類只有兩個功能，加鎖和解鎖，解鎖比較簡單，就是刪除當前key的鍵值對。我們主要來說一說加鎖這個功能。
首先，鎖的value值是當前時間加上過期時間的時間戳，Long型別。首先看到用setiFAbsent方法也就是對應的SETNX，在沒有執行緒獲得鎖的情況下可以直接拿到鎖，並返回true也就是加鎖，最後沒有獲得鎖的執行緒會返回false。 最重要的是中間對於鎖超時的處理，如果沒有這段程式碼，當秒殺方法發生異常的時候，後續的執行緒都無法得到鎖，也就陷入了一個死鎖的情況。我們可以假設CurrentValue為A，並且在執行過程中丟擲了異常，這時進入了兩個value為B的執行緒來爭奪這個鎖，也就是走到了註釋*的地方。currentValue==A，這時某一個執行緒執行到了getAndSet(key,value)函式(某一時刻一定只有一個執行緒執行這個方法，其他要等待)。這時oldvalue也就是之前的value等於A，在方法執行過後，oldvalue會被設定為當前的value也就是B。這時繼續執行，由於oldValue==currentValue所以該執行緒獲取到鎖。而另一個執行緒獲取的oldvalue是B，而currentValue是A，所以他就獲取不到鎖啦。多執行緒還是有些亂的，需要好好想一想。
接下來就是在業務程式碼中加鎖啦：首要要@Autowired注入剛剛RedisLock類，不要忘記對這個類加一個@Component註解否則無法注入

private static final int TIMEOUT= 10*1000;
@Transactional
public void orderProductMockDiffUser(String productId){
     long time = System.currentTimeMillions()+TIMEOUT;
   if(!redislock.lock(productId,String.valueOf(time)){
    throw new SellException(101,"換個姿勢再試試")
    }
    //1.查庫存
    int stockNum  = stock.get(productId);
    if(stocknum == 0){
        throw new SellException(ProductStatusEnum.STOCK_EMPTY);
        //這裡丟擲的異常要是執行時異常，否則無法進行資料回滾，這也是spring中比較基礎的   
    }else{
        //2.下單
        orders.put(KeyUtil.genUniqueKey(),productId);//生成隨機使用者id模擬高併發
        sotckNum = stockNum-1;
        try{
            Thread.sleep(100);
        } catch (InterruptedExcption e){
            e.printStackTrace();
        }
        stock.put(productId,stockNum);
    }
    redisLock.unlock(productId,String.valueOf(time));
}

大功告成了！比synchronized快了不知道多少倍，再也不會被老闆罵了!

相關文章