Java面试专题-redis篇分布式锁

二、分布式锁

1.使用场景

• redis分布式锁，是如何实现的？

需要结合项目中的业务进行回答,通常情况下,分布式锁使用的场景:

集群情况下的定时任务、抢单、幂等性场景

例：抢券场景：

/ **
*抢购优惠券
*@throws InterruptedException
*/

public void rush ToPurchase() throws InterruptedException {
    //获取优惠券数量

    Integer num = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get("num");
    //判断是否抢完
    if (null == num || num <= 0) {
    throw new RuntimeException(“优惠券已抢完”);

    }
    //优惠券数量减一,说明抢到了优惠券

    num = num - 1;

    //重新设置优惠券的数量
    redis Template.opsForValue().set("num", num);
}

抢券执行流程：

1.正常情况下：

2.库存只剩1个的情况

超卖情况（库存 -1）

3.先使用synchronied锁

public void rush ToPurchase() throws InterruptedException {
    synchronized (this){
        //查询优惠券数量
        Integer num = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get("num");
        //判断是否抢完
        if (null == num || num <= 0) {
        	throw new RuntimeException("商品已抢完");
        }
        //优惠券数量减一(减库存)
        num = num - 1;
        //重新设置优惠券的数量
        redisTemplate.opsForValue().set("num", num);
    }
}

如果项目是单体项目，并且只启动了一台服务，这个代码就没有问题。

4.服务集群部署

但是一般为了满足并发请求，会把服务网做成集群部署。

每个服务都有各自的JVM，解决不了多个JVM下线程的互斥

所以在这种情况下，要使用外部的锁来解决——分布式锁

2.实现原理（setnx, redisson）

redis分布式锁：

1.setnx

redis实现分布式锁主要利用redis的setnx命令。setnx是SET if not exists（如果不存在，则SET）的简写。

• 获取锁：

  # 添加锁,NX是互斥、EX是设置超时时间
  SET lock value NX EX 10
  

  • 一条命令保证原子性

  • 不设置超时时间可能会导致死锁

• 释放锁：

  # 释放锁，删除即可
  DEL key
  

• redis实现分布式锁如何合理的控制锁的有效时长？

  根据业务执行时间预估（不太合适）

  给锁续期 ---> redisson

2.redisson

加锁成功之后，另开一个线程进行监控

手动释放锁

public void redisLock() throws InterruptedException {
    //获取锁(重入锁),执行锁的名称
    RLock lock = redissonClient.getLock( s: "heimalock");
    //尝试获取锁,参数分别是:获取锁的最大等待时间(期间会重试),锁自动释放时间,时间单位
    //boolean isLock = lock.tryLock(10,30, TimeUnit.SECONDS);
    boolean isLock = lock. tryLock ( time: 10, TimeUnit. SECONDS);
    //判断是否获取成功
    if (isLock) {
        try {
        	System.out.println("执行业务”);
        } finally {
        	//释放锁
        	lock. unlock();
        }
    }
}

加锁、设置过期时间等操作都是基于lua脚本完成

重入

• redisson实现的分布式锁是否可以重入呢？

可以，要判断是不是同一个线程，是就可重入

public void add 1(){
    RLock lock = redissonClient.getLock("heimalock");
    boolean isLock = lock.tryLock();
    //执行业务
    add2();
    //释放锁
    lock.unlock();
}
public void add2(){
    RLock lock = redissonClient.getLock("heimalock");
    boolean isLock = lock.tryLock();
    //执行业务
    //释放锁
    lock.unlock();
}

利用hash结构记录线程id和重入次数

主从一致性

• redisson实现的分布式锁能保证主从数据的一致吗？

  当主节点还没来得及同步数据，他挂了，宕机，那么依据redis的哨兵模式，他会在从节点中选择一个当作主节点

  这时候，两个线程同时持有一把锁，不满足互斥性了，可能会出现脏数据

所以，提出红锁

RedLock(红锁):不能只在一个redis实例上创建锁,应该是在多个redis实例上创建锁**(n/2+1)**,避免在一个redis实例上加锁。

一般不常使用：实现复杂！性能差！运维繁琐！

redis整体集群是AP思想 （高可用）

如果要保证强一致，建议使用CP思想的zookeeper

总结

• redis分布式锁,是如何实现的?

​ ● 先按照自己简历上的业务进行描述分布式锁使用的场景 ​ ● 我们当使用的redisson实现的分布式锁,底层是setnx和lua脚本(保证原子性)

• Redisson实现分布式锁如何合理的控制锁的有效时长?

  在redisson的分布式锁中,提供了一个WatchDog(看门狗),一个线程获取锁成功以后,WatchDog会给持有锁的线程续期(默认是每隔10秒续期一次)

• Redisson的这个锁,可以重入吗?

  可以重入,多个锁重入需要判断是否是当前线程,在redis中进行存储的时候使用的hash结构,来存储线程信息和重入的次数

• Redisson锁能解决主从数据一致的问题吗

  不能解决,但是可以使用redisson提供的红锁来解决,但是这样的话,性能就太低了,如果业务中非要保证数据的强一致性,建议采用zookeeper实现的分布式锁