借助Redis鎖，完美解決高并發(fā)秒殺問題
場景：一家網(wǎng)上商城做商品限量秒殺。
1 單機環(huán)境下的鎖
將商品的數(shù)量存到Redis中。每個用戶搶購前都需要到Redis中查詢商品數(shù)量（代替mysql數(shù)據(jù)庫。不考慮事務(wù)），如果商品數(shù)量大于0，則證明商品有庫存。然后我們在進行庫存扣減和接下來的操作。
因為多線程并發(fā)問題，我們不得不在get()方法內(nèi)部使用同步代碼塊。這樣可以保證查詢庫存和減庫存操作的原子性。
package springbootdemo.demo.controller;
/*
* @auther 頂風(fēng)少年
* @mail [email protected]
* @date 2020-01-13 11:19
* @notify
* @version 1.0
*/
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
synchronized (this) {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("搶到了" + count + "號商品");
}return "";
}
}
}
2 分布式情況下使用Redis鎖。
但是由于業(yè)務(wù)上升，并發(fā)數(shù)量變大。公司不得不將原有系統(tǒng)復(fù)制一份，放到新的服務(wù)器。然后使用nginx做負載均衡。為了模擬高并發(fā)環(huán)境這里使用了 Apache JMeter工具。
很明顯，現(xiàn)在的線程鎖不管用了。于是我們需要換一把鎖，這把鎖必須和兩套系統(tǒng)沒有任何的耦合度。
使用Redies的API如果key不存在，則設(shè)置一個key。這個key就是我們現(xiàn)在使用的一把鎖。每個線程到此處，先設(shè)置鎖，如果設(shè)置鎖失敗，則表明當(dāng)前有線程獲取到了鎖，就返回。
最后我們?yōu)榱藴p庫存和其他業(yè)務(wù)拋出異常，而沒有釋放鎖。把釋放鎖的操作放到了finally代碼塊中。看起來是比較完美了。
package springbootdemo.demo.controller;
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* @version 1.0
*/
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "");
if (!phoneLock) {
return "";
}
try{
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("搶到了" + count + "號商品");
}
}finally {
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
3 一臺服務(wù)宕機，導(dǎo)致無法釋放鎖
如果try中拋出了異常，進入finally,這把鎖依然會釋放，不會影響其他線程獲取鎖，那么如果在finally也拋出了異常，或者在finally中服務(wù)直接關(guān)閉了，那其他的服務(wù)再也獲取不到鎖。最終導(dǎo)致商品賣不出去。推薦：Java進階視頻資源
package springbootdemo.demo.controller;
/*
* @auther 頂風(fēng)少年
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* @date 2020-01-13 11:19
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* @version 1.0
*/
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
int i = 0;
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "");
if (!phoneLock) {
return "";
}
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
i = count;
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("搶到了" + count + "號商品");
}
} finally {
if (i == 20) {
System.exit(0);
}
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
4 給每一把鎖加上過期時間
問題就出現(xiàn)在如果出現(xiàn)意外，這把鎖無法釋放。這里我們在引入Redis的API，對key進行過期時間的設(shè)置。這樣如果拿到鎖的線程，在任何情況下沒有來得及釋放鎖，當(dāng)Redis的key時間到，也會自動釋放鎖。但是這樣還是存在問題
如果在key過期后，鎖釋放了，但是當(dāng)前線程沒有執(zhí)行完畢。那么其他線程就會拿到鎖，繼續(xù)搶購商品，而這個較慢的線程則會在執(zhí)行完畢后，釋放別人的鎖。導(dǎo)致鎖失效!
package springbootdemo.demo.controller;
/*
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* @date 2020-01-13 11:19
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* @version 1.0
*/
import javafx.concurrent.Task;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "", 3, TimeUnit.SECONDS);
if (!phoneLock) {
return "";
}
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(99999999999L);
} catch (Exception e) {
}
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("搶到了" + count + "號商品");
}
} finally {
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
5 延長鎖的過期時間，解決鎖失效
問題的出現(xiàn)就是，當(dāng)一條線程的key已經(jīng)過期，但是這個線程的任務(wù)確確實實沒有執(zhí)行完畢，這個交易沒有結(jié)束。但是鎖沒了。現(xiàn)在我們必須對鎖的時間進行延長。在判斷商品有庫存時，第一時間創(chuàng)建一個線程不停的給key續(xù)命。推薦：Java進階視頻資源
防止key過期。然后在交易結(jié)束后，停止定時器，釋放鎖。
package springbootdemo.demo.controller;
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* @auther 頂風(fēng)少年
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* @version 1.0
*/
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "", 3, TimeUnit.SECONDS);
if (!phoneLock) {
return "";
}
Timer timer = null;
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
redisTemplate.opsForValue().set("phoneLock", "", 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}, 0, 1);
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("搶到了" + count + "號商品");
}
} finally {
if (timer != null) {
timer.cancel();
}
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
6 使用Redisson簡化代碼
在步驟5我們的代碼已經(jīng)很完善了，不會出現(xiàn)高并發(fā)問題。但是代碼確過于冗余，我們?yōu)榱耸褂肦edis鎖，我們需要設(shè)置一個定長的key，然后當(dāng)購買完成后，將key刪除。但為了防止key提前過期，我們不得不新增一個線程執(zhí)行定時任務(wù)。
下面我們可以使用Redissson框架簡化代碼。getLock()方法代替了Redis的setIfAbsent()，lock()設(shè)置過期時間。最終我們在交易結(jié)束后釋放鎖。延長鎖的操作則有Redisson框架替我們完成，它會使用輪詢?nèi)ゲ榭磌ey是否過期，
在交易沒有完成時，自動重設(shè)Redis的key過期時間
package springbootdemo.demo.controller;
/*
* @auther 頂風(fēng)少年
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* @date 2020-01-13 11:19
* @notify
* @version 1.0
*/
import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RLock;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.Timer;
import java.util.TimerTask;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@RestController
public class RedissonLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@Autowired
private Redisson redisson;
@GetMapping(value = "buy2")
public String get() {
RLock phoneLock = redisson.getLock("phoneLock");
phoneLock.lock(3, TimeUnit.SECONDS);
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("搶到了" + count + "號商品");
}
} finally {
phoneLock.unlock();
}
return "";
}
}
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