SpringBoot+Redis分布式鎖:模擬搶單
本篇內(nèi)容主要講解的是redis分布式鎖,這個在各大廠面試幾乎都是必備的,下面結(jié)合模擬搶單的場景來使用她;本篇不涉及到的redis環(huán)境搭建,快速搭建個人測試環(huán)境,這里建議使用docker;本篇內(nèi)容節(jié)點如下:
jedis的nx生成鎖
- 如何刪除鎖
- 模擬搶單動作(10w個人開搶)
- jedis的nx生成鎖
對于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.clients</groupId>
- <artifactId>jedis</artifactId>
- </dependency>
對于分布式鎖的生成通常需要注意如下幾個方面:
- 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key后,B在set相同的key時同樣能成功,如果是鎖場景,那就無法知道到底是哪個用戶set成功的;這里jedis的setnx方式為我們解決了這個問題,簡單原理是:當A用戶先set成功了,那B用戶set的時候就返回失敗,滿足了某個時間點只允許一個用戶拿到鎖。
- 鎖過期時間:某個搶購場景時候,如果沒有過期的概念,當A用戶生成了鎖,但是后面的流程被阻塞了一直無法釋放鎖,那其他用戶此時獲取鎖就會一直失敗,無法完成搶購的活動;當然正常情況一般都不會阻塞,A用戶流程會正常釋放鎖;過期時間只是為了更有保障。
下面來上段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;
- }
這里注意點在于jedis的set方法,其參數(shù)的說明如:
- NX:是否存在key,存在就不set成功
- PX:key過期時間單位設(shè)置為毫秒(EX:單位秒)
setnx如果失敗直接封裝返回false即可,下面我們通過一個get方式的api來調(diào)用下這個setnx方法:
- @GetMapping("/setnx/{key}/{val}")
- public boolean setnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
- return jedisCom.setnx(key, val);
- }
訪問如下測試url,正常來說第一次返回了true,第二次返回了false,由于第二次請求的時候redis的key已存在,所以無法set成功
由上圖能夠看到只有一次set成功,并key具有一個有效時間,此時已到達了分布式鎖的條件。
如何刪除鎖
上面是創(chuàng)建鎖,同樣的具有有效時間,但是我們不能完全依賴這個有效時間,場景如:有效時間設(shè)置1分鐘,本身用戶A獲取鎖后,沒遇到什么特殊情況正常生成了搶購訂單后,此時其他用戶應該能正常下單了才對,但是由于有個1分鐘后鎖才能自動釋放,那其他用戶在這1分鐘無法正常下單(因為鎖還是A用戶的),因此我們需要A用戶操作完后,主動去解鎖:
- 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;
其實個人認為通過jedis的get方式獲取val后,然后再比較value是否是當前持有鎖的用戶,如果是那最后再刪除,效果其實相當;只不過直接通過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。(如有不同見解請留言探討);同樣這里創(chuàng)建個get方式的api來測試:
- @GetMapping("/delnx/{key}/{val}")
- public int delnx(@PathVariable String key, @PathVariable String val) {
- return jedisCom.delnx(key, val);
- }
注意的是delnx時,需要傳遞創(chuàng)建鎖時的value,因為通過et的value與delnx的value來判斷是否是持有鎖的操作請求,只有value一樣才允許del;
模擬搶單動作(10w個人開搶)
有了上面對分布式鎖的粗略基礎(chǔ),我們模擬下10w人搶單的場景,其實就是一個并發(fā)操作請求而已,由于環(huán)境有限,只能如此測試;如下初始化10w個用戶,并初始化庫存,商品等信息,如下代碼:
- //總庫存
- private long nKuCuen = 0;
- //商品key名字
- private String shangpingKey = "computer_key";
- //獲取鎖的超時時間 秒
- private int timeout = 30 * 1000;
- @GetMapping("/qiangdan")
- public List<String> qiangdan() {
- //搶到商品的用戶
- List<String> shopUsers = new ArrayList<>();
- //構(gòu)造很多用戶
- List<String> users = new ArrayList<>();
- IntStream.range(0, 100000).parallel().forEach(b -> {
- users.add("神牛-" + b);
- });
- //初始化庫存
- nKuCuen = 10;
- //模擬開搶
- users.parallelStream().forEach(b -> {
- String shopUser = qiang(b);
- if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) {
- shopUsers.add(shopUser);
- }
- });
- return shopUsers;
- }
有了上面10w個不同用戶,我們設(shè)定商品只有10個庫存,然后通過并行流的方式來模擬搶購,如下?lián)屬彽膶崿F(xiàn):
- /**
- * 模擬搶單動作
- *
- * @param b
- * @return
- */
- private String qiang(String b) {
- //用戶開搶時間
- 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...所剩庫存:{}", b, nKuCuen);
- return b + "搶單成功,所剩庫存:" + nKuCuen;
- } finally {
- logger.info("用戶{}釋放鎖...", b);
- //釋放鎖
- jedisCom.delnx(shangpingKey, b);
- }
- } else {
- //用戶b沒拿到鎖,在超時范圍內(nèi)繼續(xù)請求鎖,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 "";
- }
這里實現(xiàn)的邏輯是:
- parallelStream():并行流模擬多用戶搶購
- (startTime + timeout) >= System.currentTimeMillis():判斷未搶成功的用戶,timeout秒內(nèi)繼續(xù)獲取鎖
- 獲取鎖前和后都判斷庫存是否還足夠
- jedisCom.setnx(shangpingKey, b):用戶獲取搶購鎖
- 獲取鎖后并下單成功,最后釋放鎖:jedisCom.delnx(shangpingKey, b)
再來看下記錄的日志結(jié)果:
最終返回搶購成功的用戶: