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springboot+redis分布式锁实现模拟抢单

本篇内容主要讲解的是redis分布式锁,这个在各大厂面试几乎都是必备的,下面结合模拟抢单的场景来使用她;本篇不涉及到的redis环境搭建,快速搭建个人测试环境,这里建议使用docker;本篇内容节点如下:

jedis的nx生成锁 如何删除锁 模拟抢单动作(10w个人开抢)

jedis的nx生成锁

对于java中想操作redis,好的方式是使用jedis,首先pom中引入依赖:

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<dependency>

  <groupid>redis.clients</groupid>

  <artifactid>jedis</artifactid>

</dependency>

对于分布式锁的生成通常需要注意如下几个方面:

创建锁的策略:redis的普通key一般都允许覆盖,a用户set某个key后,b在set相同的key时同样能成功,如果是锁场景,那就无法知道到底是哪个用户set成功的;这里jedis的setnx方式为我们解决了这个问题,简单原理是:当a用户先set成功了,那b用户set的时候就返回失败,满足了某个时间点只允许一个用户拿到锁。 锁过期时间:某个抢购场景时候,如果没有过期的概念,当a用户生成了锁,但是后面的流程被阻塞了一直无法释放锁,那其他用户此时获取锁就会一直失败,无法完成抢购的活动;当然正常情况一般都不会阻塞,a用户流程会正常释放锁;过期时间只是为了更有保障。

下面来上段setnx操作的代码:

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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 ;

   }

这里注意点在于jedis的set方法,其参数的说明如:

nx:是否存在key,存在就不set成功 px:key过期时间单位设置为毫秒(ex:单位秒)

setnx如果失败直接封装返回false即可,下面我们通过一个get方式的api来调用下这个setnx方法:

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@getmapping ( "/setnx/{key}/{val}" )

  public boolean setnx( @pathvariable string key, @pathvariable string val) {

    return jediscom.setnx(key, val);

  }

访问如下测试url,正常来说第一次返回了true,第二次返回了false,由于第二次请求的时候redis的key已存在,所以无法set成功

由上图能够看到只有一次set成功,并key具有一个有效时间,此时已到达了分布式锁的条件。

如何删除锁

上面是创建锁,同样的具有有效时间,但是我们不能完全依赖这个有效时间,场景如:有效时间设置1分钟,本身用户a获取锁后,没遇到什么特殊情况正常生成了抢购订单后,此时其他用户应该能正常下单了才对,但是由于有个1分钟后锁才能自动释放,那其他用户在这1分钟无法正常下单(因为锁还是a用户的),因此我们需要a用户操作完后,主动去解锁:

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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 ;

   }

这里也使用了jedis方式,直接执行lua脚本:根据val判断其是否存在,如果存在就del;

其实个人认为通过jedis的get方式获取val后,然后再比较value是否是当前持有锁的用户,如果是那最后再删除,效果其实相当;只不过直接通过eval执行脚本,这样避免多一次操作了redis而已,缩短了原子操作的间隔。(如有不同见解请留言探讨);同样这里创建个get方式的api来测试:

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@getmapping ( "/delnx/{key}/{val}" )

  public int delnx( @pathvariable string key, @pathvariable string val) {

     return jediscom.delnx(key, val);

  }

注意的是delnx时,需要传递创建锁时的value,因为通过et的value与delnx的value来判断是否是持有锁的操作请求,只有value一样才允许del;

模拟抢单动作(10w个人开抢)

有了上面对分布式锁的粗略基础,我们模拟下10w人抢单的场景,其实就是一个并发操作请求而已,由于环境有限,只能如此测试;如下初始化10w个用户,并初始化库存,商品等信息,如下代码:

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//总库存

   private long nkucuen = 0 ;

   //商品key名字

   private string shangpingkey = "computer_key" ;

   //获取锁的超时时间 秒

   private int timeout = 30 * 1000 ;

 

   @getmapping ( "/qiangdan" )

   public list<string> qiangdan() {

 

     //抢到商品的用户

     list<string> shopusers = new arraylist<>();

 

     //构造很多用户

     list<string> users = new arraylist<>();

     intstream.range( 0 , 100000 ).parallel().foreach(b -> {

       users.add( "神牛-" + b);

     });

 

     //初始化库存

     nkucuen = 10 ;

 

     //模拟开抢

     users.parallelstream().foreach(b -> {

       string shopuser = qiang(b);

       if (!stringutils.isempty(shopuser)) {

         shopusers.add(shopuser);

       }

     });

 

     return shopusers;

   }

有了上面10w个不同用户,我们设定商品只有10个库存,然后通过并行流的方式来模拟抢购,如下抢购的实现:

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/**

    * 模拟抢单动作

    *

    * @param b

    * @return

    */

   private string qiang(string b) {

     //用户开抢时间

     long starttime = system.currenttimemillis();

 

     //未抢到的情况下,30秒内继续获取锁

     while ((starttime + timeout) >= system.currenttimemillis()) {

       //商品是否剩余

       if (nkucuen <= 0 ) {

         break ;

       }

       if (jediscom.setnx(shangpingkey, b)) {

         //用户b拿到锁

         logger.info( "用户{}拿到锁..." , b);

         try {

           //商品是否剩余

           if (nkucuen <= 0 ) {

             break ;

           }

 

           //模拟生成订单耗时操作,方便查看:神牛-50 多次获取锁记录

           try {

             timeunit.seconds.sleep( 1 );

           } catch (interruptedexception e) {

             e.printstacktrace();

           }

 

           //抢购成功,商品递减,记录用户

           nkucuen -= 1 ;

 

           //抢单成功跳出

           logger.info( "用户{}抢单成功跳出...所剩库存:{}" , b, nkucuen);

 

           return b + "抢单成功,所剩库存:" + nkucuen;

         } finally {

           logger.info( "用户{}释放锁..." , b);

           //释放锁

           jediscom.delnx(shangpingkey, b);

         }

       } else {

         //用户b没拿到锁,在超时范围内继续请求锁,不需要处理

//        if (b.equals("神牛-50") || b.equals("神牛-69")) {

//          logger.info("用户{}等待获取锁...", b);

//        }

       }

     }

     return "" ;

   }

这里实现的逻辑是:

parallelstream():并行流模拟多用户抢购 (starttime + timeout) >= system.currenttimemillis():判断未抢成功的用户,timeout秒内继续获取锁 获取锁前和后都判断库存是否还足够 jediscom.setnx(shangpingkey, b):用户获取抢购锁 获取锁后并下单成功,最后释放锁:jediscom.delnx(shangpingkey, b)

再来看下记录的日志结果:

最终返回抢购成功的用户:

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持。

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