SpringBoot + Redis：模擬 10w 人的秒殺搶單！

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本篇內(nèi)容主要講解的是redis分布式鎖，這個(gè)在各大廠面試幾乎都是必備的，下面結(jié)合模擬搶單的場(chǎng)景來(lái)使用她；本篇不涉及到的redis環(huán)境搭建，快速搭建個(gè)人測(cè)試環(huán)境，這里建議使用docker；本篇內(nèi)容節(jié)點(diǎn)如下：

Jedis的nx生成鎖

• 如何刪除鎖
• 模擬搶單動(dòng)作(10w個(gè)人開(kāi)搶)
• jedis的nx生成鎖

對(duì)于java中想操作redis，好的方式是使用jedis，首先pom中引入依賴：

<dependency>
????<groupId>redis.clientsgroupId>
????<artifactId>jedisartifactId>
dependency>

對(duì)于分布式鎖的生成通常需要注意如下幾個(gè)方面：

創(chuàng)建鎖的策略：?redis的普通key一般都允許覆蓋，A用戶set某個(gè)key后，B在set相同的key時(shí)同樣能成功，如果是鎖場(chǎng)景，那就無(wú)法知道到底是哪個(gè)用戶set成功的；這里jedis的setnx方式為我們解決了這個(gè)問(wèn)題，簡(jiǎn)單原理是：當(dāng)A用戶先set成功了，那B用戶set的時(shí)候就返回失敗，滿足了某個(gè)時(shí)間點(diǎn)只允許一個(gè)用戶拿到鎖。

鎖過(guò)期時(shí)間：?某個(gè)搶購(gòu)場(chǎng)景時(shí)候，如果沒(méi)有過(guò)期的概念，當(dāng)A用戶生成了鎖，但是后面的流程被阻塞了一直無(wú)法釋放鎖，那其他用戶此時(shí)獲取鎖就會(huì)一直失敗，無(wú)法完成搶購(gòu)的活動(dòng)；當(dāng)然正常情況一般都不會(huì)阻塞，A用戶流程會(huì)正常釋放鎖；過(guò)期時(shí)間只是為了更有保障。

下面來(lái)上段setnx操作的代碼：

public?boolean?setnx(String?key,?String?val)?{
????????Jedis?jedis?=?null;
????????try?{
????????????jedis?=?jedisPool.getResource();
????????????if?(jedis?==?null)?{
????????????????return?false;
????????????}
????????????return?jedis.set(key,?val,?"NX",?"PX",?1000?*?60).
????????????????????equalsIgnoreCase("ok");
????????}?catch?(Exception?ex)?{
????????}?finally?{
????????????if?(jedis?!=?null)?{
????????????????jedis.close();
????????????}
????????}
????????return?false;
????}

這里注意點(diǎn)在于jedis的set方法，其參數(shù)的說(shuō)明如：

• NX：是否存在key，存在就不set成功
• PX：key過(guò)期時(shí)間單位設(shè)置為毫秒（EX：?jiǎn)挝幻耄?/section>

setnx如果失敗直接封裝返回false即可，下面我們通過(guò)一個(gè)get方式的api來(lái)調(diào)用下這個(gè)setnx方法：

@GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
public?boolean?setnx(@PathVariable?String?key,?@PathVariable?String?val)?{
?????return?jedisCom.setnx(key,?val);
}

訪問(wèn)如下測(cè)試url，正常來(lái)說(shuō)第一次返回了true，第二次返回了false，由于第二次請(qǐng)求的時(shí)候redis的key已存在，所以無(wú)法set成功

由上圖能夠看到只有一次set成功，并key具有一個(gè)有效時(shí)間，此時(shí)已到達(dá)了分布式鎖的條件。

如何刪除鎖

上面是創(chuàng)建鎖，同樣的具有有效時(shí)間，但是我們不能完全依賴這個(gè)有效時(shí)間，場(chǎng)景如：有效時(shí)間設(shè)置1分鐘，本身用戶A獲取鎖后，沒(méi)遇到什么特殊情況正常生成了搶購(gòu)訂單后，此時(shí)其他用戶應(yīng)該能正常下單了才對(duì)，但是由于有個(gè)1分鐘后鎖才能自動(dòng)釋放，那其他用戶在這1分鐘無(wú)法正常下單（因?yàn)殒i還是A用戶的），因此我們需要A用戶操作完后，主動(dòng)去解鎖：

public?int?delnx(String?key,?String?val)?{
????????Jedis?jedis?=?null;
????????try?{
????????????jedis?=?jedisPool.getResource();
????????????if?(jedis?==?null)?{
????????????????return?0;
????????????}

????????????//if?redis.call('get','orderkey')=='1111'?then?return?redis.call('del','orderkey')?else?return?0?end
????????????StringBuilder?sbScript?=?new?StringBuilder();
????????????sbScript.append("if?redis.call('get','").append(key).append("')").append("=='").append(val).append("'").
????????????????????append("?then?").
????????????????????append("????return?redis.call('del','").append(key).append("')").
????????????????????append("?else?").
????????????????????append("????return?0").
????????????????????append("?end");

????????????return?Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());
????????}?catch?(Exception?ex)?{
????????}?finally?{
????????????if?(jedis?!=?null)?{
????????????????jedis.close();
????????????}
????????}
????????return?0;
????}

這里也使用了jedis方式，直接執(zhí)行l(wèi)ua腳本：根據(jù)val判斷其是否存在，如果存在就del；

其實(shí)個(gè)人認(rèn)為通過(guò)jedis的get方式獲取val后，然后再比較value是否是當(dāng)前持有鎖的用戶，如果是那最后再刪除，效果其實(shí)相當(dāng)；只不過(guò)直接通過(guò)eval執(zhí)行腳本，這樣避免多一次操作了redis而已，縮短了原子操作的間隔。(如有不同見(jiàn)解請(qǐng)留言探討)；同樣這里創(chuàng)建個(gè)get方式的api來(lái)測(cè)試：

@GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
public?int?delnx(@PathVariable?String?key,?@PathVariable?String?val)?{
???return?jedisCom.delnx(key,?val);
}

注意的是delnx時(shí)，需要傳遞創(chuàng)建鎖時(shí)的value，因?yàn)橥ㄟ^(guò)et的value與delnx的value來(lái)判斷是否是持有鎖的操作請(qǐng)求，只有value一樣才允許del；

模擬搶單動(dòng)作（10w個(gè)人開(kāi)搶）

有了上面對(duì)分布式鎖的粗略基礎(chǔ)，我們模擬下10w人搶單的場(chǎng)景，其實(shí)就是一個(gè)并發(fā)操作請(qǐng)求而已，由于環(huán)境有限，只能如此測(cè)試；如下初始化10w個(gè)用戶，并初始化庫(kù)存，商品等信息，如下代碼：

//總庫(kù)存
????private?long?nKuCuen?=?0;
????//商品key名字
????private?String?shangpingKey?=?"computer_key";
????//獲取鎖的超時(shí)時(shí)間?秒
????private?int?timeout?=?30?*?1000;

????@GetMapping("/qiangdan")
????public?List?qiangdan()?{

????????//搶到商品的用戶
????????List?shopUsers?=?new?ArrayList<>();

????????//構(gòu)造很多用戶
????????List?users?=?new?ArrayList<>();
????????IntStream.range(0,?100000).parallel().forEach(b?->?{
????????????users.add("神牛-"?+?b);
????????});

????????//初始化庫(kù)存
????????nKuCuen?=?10;

????????//模擬開(kāi)搶
????????users.parallelStream().forEach(b?->?{
????????????String?shopUser?=?qiang(b);
????????????if?(!StringUtils.isEmpty(shopUser))?{
????????????????shopUsers.add(shopUser);
????????????}
????????});

????????return?shopUsers;
????}

有了上面10w個(gè)不同用戶，我們?cè)O(shè)定商品只有10個(gè)庫(kù)存，然后通過(guò)并行流的方式來(lái)模擬搶購(gòu)，如下?lián)屬?gòu)的實(shí)現(xiàn)：

/**
?????*?模擬搶單動(dòng)作
?????*
?????*?@param?b
?????*?@return
?????*/
????private?String?qiang(String?b)?{
????????//用戶開(kāi)搶時(shí)間
????????long?startTime?=?System.currentTimeMillis();

????????//未搶到的情況下，30秒內(nèi)繼續(xù)獲取鎖
????????while?((startTime?+?timeout)?>=?System.currentTimeMillis())?{
????????????//商品是否剩余
????????????if?(nKuCuen?<=?0)?{
????????????????break;
????????????}
????????????if?(jedisCom.setnx(shangpingKey,?b))?{
????????????????//用戶b拿到鎖
????????????????logger.info("用戶{}拿到鎖...",?b);
????????????????try?{
????????????????????//商品是否剩余
????????????????????if?(nKuCuen?<=?0)?{
????????????????????????break;
????????????????????}

????????????????????//模擬生成訂單耗時(shí)操作，方便查看：神牛-50?多次獲取鎖記錄
????????????????????try?{
????????????????????????TimeUnit.SECONDS.sleep(1);
????????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????????????e.printStackTrace();
????????????????????}

????????????????????//搶購(gòu)成功，商品遞減，記錄用戶
????????????????????nKuCuen?-=?1;

????????????????????//搶單成功跳出
????????????????????logger.info("用戶{}搶單成功跳出...所剩庫(kù)存：{}",?b,?nKuCuen);

????????????????????return?b?+?"搶單成功，所剩庫(kù)存："?+?nKuCuen;
????????????????}?finally?{
????????????????????logger.info("用戶{}釋放鎖...",?b);
????????????????????//釋放鎖
????????????????????jedisCom.delnx(shangpingKey,?b);
????????????????}
????????????}?else?{
????????????????//用戶b沒(méi)拿到鎖，在超時(shí)范圍內(nèi)繼續(xù)請(qǐng)求鎖，不需要處理
//????????????????if?(b.equals("神牛-50")?||?b.equals("神牛-69"))?{
//????????????????????logger.info("用戶{}等待獲取鎖...",?b);
//????????????????}
????????????}
????????}
????????return?"";
????}

這里實(shí)現(xiàn)的邏輯是：

1、parallelStream()：并行流模擬多用戶搶購(gòu)

2、(startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis()：判斷未搶成功的用戶，timeout秒內(nèi)繼續(xù)獲取鎖

3、獲取鎖前和后都判斷庫(kù)存是否還足夠

4、jedisCom.setnx(shangpingKey, b)：用戶獲取搶購(gòu)鎖

5、獲取鎖后并下單成功，最后釋放鎖：jedisCom.delnx(shangpingKey, b)

再來(lái)看下記錄的日志結(jié)果：

最終返回?fù)屬?gòu)成功的用戶：