Redisson分佈式鎖實現

　　多線程下的數據一致性問題一直都是熱點問題，既要考慮到數據的一致，又要考慮實現的效率，在分佈式情況下，這又要成爲一種新的難題。分佈式鎖和我們java基礎中學習到的synchronized略有不同，synchronized中我們的鎖是個對象，當前系統部署在不同的服務實例上，單純使用synchronized或者lock 已經無法滿足對庫存一致性的判斷。本次主要講解基於rediss 實現的分佈式鎖、

基本用法

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.8.2</version>
</dependency>

Config config = new Config();
config.useClusterServers()
    .setScanInterval(2000) // cluster state scan interval in milliseconds
    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7000", "redis://127.0.0.1:7001")
    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7002");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);

1. 可重入鎖（Reentrant Lock）

Redisson的分佈式可重入鎖RLock Java對象實現了java.util.concurrent.locks.Lock接口，同時還支持自動過期解鎖。

public void testReentrantLock(RedissonClient redisson){

        RLock lock = redisson.getLock("anyLock");
        try{
            // 1. 最常見的使用方法
            //lock.lock();

            // 2. 支持過期解鎖功能,10秒鐘以後自動解鎖, 無需調用unlock方法手動解鎖
            //lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);

            // 3. 嘗試加鎖，最多等待3秒，上鎖以後10秒自動解鎖
            boolean res = lock.tryLock(3, 10, TimeUnit.SECONDS);
            if(res){    //成功
                // do your business

            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

Redisson同時還爲分佈式鎖提供了異步執行的相關方法：

public void testAsyncReentrantLock(RedissonClient redisson){
        RLock lock = redisson.getLock("anyLock");
        try{
            lock.lockAsync();
            lock.lockAsync(10, TimeUnit.SECONDS);
            Future<Boolean> res = lock.tryLockAsync(3, 10, TimeUnit.SECONDS);

            if(res.get()){
                // do your business

            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ExecutionException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

2. 公平鎖（Fair Lock）

Redisson分佈式可重入公平鎖也是實現了java.util.concurrent.locks.Lock接口的一種RLock對象。在提供了自動過期解鎖功能的同時，保證了當多個Redisson客戶端線程同時請求加鎖時，優先分配給先發出請求的線程。

public void testFairLock(RedissonClient redisson){

        RLock fairLock = redisson.getFairLock("anyLock");
        try{
            // 最常見的使用方法
            fairLock.lock();

            // 支持過期解鎖功能, 10秒鐘以後自動解鎖,無需調用unlock方法手動解鎖
            fairLock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);

            // 嘗試加鎖，最多等待100秒，上鎖以後10秒自動解鎖
            boolean res = fairLock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            fairLock.unlock();
        }

    }

Redisson同時還爲分佈式可重入公平鎖提供了異步執行的相關方法：

RLock fairLock = redisson.getFairLock("anyLock");
fairLock.lockAsync();
fairLock.lockAsync(10, TimeUnit.SECONDS);
Future<Boolean> res = fairLock.tryLockAsync(100, 10, TimeUnit.SECONDS);

3. 聯鎖（MultiLock）

Redisson的RedissonMultiLock對象可以將多個RLock對象關聯爲一個聯鎖，每個RLock對象實例可以來自於不同的Redisson實例。

public void testMultiLock(RedissonClient redisson1,
                              RedissonClient redisson2, RedissonClient redisson3){

        RLock lock1 = redisson1.getLock("lock1");
        RLock lock2 = redisson2.getLock("lock2");
        RLock lock3 = redisson3.getLock("lock3");

        RedissonMultiLock lock = new RedissonMultiLock(lock1, lock2, lock3);

        try {
            // 同時加鎖：lock1 lock2 lock3, 所有的鎖都上鎖成功纔算成功。
            lock.lock();

            // 嘗試加鎖，最多等待100秒，上鎖以後10秒自動解鎖
            boolean res = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

4. 紅鎖（RedLock）

Redisson的RedissonRedLock對象實現了Redlock介紹的加鎖算法。該對象也可以用來將多個RLock
對象關聯爲一個紅鎖，每個RLock對象實例可以來自於不同的Redisson實例。

    public void testRedLock(RedissonClient redisson1,
                              RedissonClient redisson2, RedissonClient redisson3){

        RLock lock1 = redisson1.getLock("lock1");
        RLock lock2 = redisson2.getLock("lock2");
        RLock lock3 = redisson3.getLock("lock3");

        RedissonRedLock lock = new RedissonRedLock(lock1, lock2, lock3);
      try {
            // 同時加鎖：lock1 lock2 lock3, 紅鎖在大部分節點上加鎖成功就算成功。
            lock.lock();

            // 嘗試加鎖，最多等待100秒，上鎖以後10秒自動解鎖
            boolean res = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);

        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            lock.unlock();
        }

    }

5. 讀寫鎖（ReadWriteLock）

Redisson的分佈式可重入讀寫鎖RReadWriteLock Java對象實現了java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock接口。同時還支持自動過期解鎖。該對象允許同時有多個讀取鎖，但是最多隻能有一個寫入鎖。

RReadWriteLock rwlock = redisson.getLock("anyRWLock");
// 最常見的使用方法
rwlock.readLock().lock();
// 或
rwlock.writeLock().lock();

// 支持過期解鎖功能
// 10秒鐘以後自動解鎖
// 無需調用unlock方法手動解鎖
rwlock.readLock().lock(10, TimeUnit.SECONDS);
// 或
rwlock.writeLock().lock(10, TimeUnit.SECONDS);

// 嘗試加鎖，最多等待100秒，上鎖以後10秒自動解鎖
boolean res = rwlock.readLock().tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
// 或
boolean res = rwlock.writeLock().tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
...
lock.unlock();

6. 信號量（Semaphore）

Redisson的分佈式信號量（Semaphore）Java對象RSemaphore採用了與java.util.concurrent.Semaphore相似的接口和用法。

RSemaphore semaphore = redisson.getSemaphore("semaphore");
semaphore.acquire();
//或
semaphore.acquireAsync();
semaphore.acquire(23);
semaphore.tryAcquire();
//或
semaphore.tryAcquireAsync();
semaphore.tryAcquire(23, TimeUnit.SECONDS);
//或
semaphore.tryAcquireAsync(23, TimeUnit.SECONDS);
semaphore.release(10);
semaphore.release();
//或
semaphore.releaseAsync();

7. 可過期性信號量（PermitExpirableSemaphore）

Redisson的可過期性信號量（PermitExpirableSemaphore）實在RSemaphore對象的基礎上，爲每個信號增加了一個過期時間。每個信號可以通過獨立的ID來辨識，釋放時只能通過提交這個ID才能釋放。

RPermitExpirableSemaphore semaphore = redisson.getPermitExpirableSemaphore("mySemaphore");
String permitId = semaphore.acquire();
// 獲取一個信號，有效期只有2秒鐘。
String permitId = semaphore.acquire(2, TimeUnit.SECONDS);
// ...
semaphore.release(permitId);

8. 閉鎖（CountDownLatch）

Redisson的分佈式閉鎖（CountDownLatch）Java對象RCountDownLatch採用了與java.util.concurrent.CountDownLatch相似的接口和用法。

RCountDownLatch latch = redisson.getCountDownLatch("anyCountDownLatch");
latch.trySetCount(1);
latch.await();

// 在其他線程或其他JVM裏
RCountDownLatch latch = redisson.getCountDownLatch("anyCountDownLatch");
latch.countDown();

 

加鎖有如下注意事項：

• 加鎖需要設置超時時間，防止出現死鎖
• 加鎖以及設置超時時間的時候，需要保證兩個操作的原子性，因而最好使用lua腳本或者使用支持NX以及EX的set方法
• 加鎖的時候需要把加鎖的調用方信息，比如線程id給記錄下來，這個在解鎖的時候需要使用
• 對於加鎖時長不確定的任務，爲防止任務未執行完導致超時被釋放，需要對尚未運行完的任務延長失效時間

解鎖有如下注意事項：

• 解鎖一系列操作(判斷key是否存在，存在的話刪除key等)需要保證原子性，因而最好使用lua腳本
• 解鎖需要判斷調用方是否與加鎖時記錄的是否一致，防止鎖被誤刪
• 如果有延續失效時間的延時任務，在解鎖的時候，需要終止掉該任務