在構建高并發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)應用時，我們經(jīng)常會遇到需要確保某些操作在全局范圍內(nèi)只執(zhí)行一次的場景。例如，在電商平臺的秒殺活動中，我們需要防止庫存被多次扣減；在發(fā)送短信驗證碼時，我們需要防止同一個用戶因多次點擊按鈕而收到多條相同的短信。今天，我們就來聊聊如何在高并發(fā)情況下使用分布式鎖來防止短信超發(fā)。

什么是分布式鎖？

首先，我們來明確一下什么是分布式鎖。在單機環(huán)境中，我們可以使用Java的synchronized關鍵字或Lock接口來實現(xiàn)線程間的互斥訪問，這就是所謂的“單機鎖”。但在分布式環(huán)境中，由于有多個服務實例同時運行，單機鎖就無法滿足需求了。這時，我們就需要使用分布式鎖來確保多個服務實例之間的互斥訪問。

分布式鎖的實現(xiàn)方式有很多，比如基于數(shù)據(jù)庫的唯一索引、基于Redis的分布式鎖、基于Zookeeper的分布式鎖等。在這里，我們以Redis分布式鎖為例進行說明。

Redis分布式鎖的實現(xiàn)原理

Redis分布式鎖的實現(xiàn)原理比較簡單，通常是通過在Redis中設置一個唯一的key來實現(xiàn)。當需要獲取鎖時，我們嘗試在Redis中設置這個key，如果設置成功，則獲取鎖成功；如果設置失?。ㄕf明這個key已經(jīng)被其他實例設置了），則獲取鎖失敗。同時，我們還需要設置一個過期時間，以防止因為某些原因（比如服務崩潰）導致鎖無法釋放，造成死鎖。

如何使用Redis分布式鎖防止短信超發(fā)？

接下來，我們就來看看如何使用Redis分布式鎖來防止短信超發(fā)。假設我們有一個發(fā)送短信驗證碼的接口，用戶每次點擊“獲取驗證碼”按鈕時，都會調(diào)用這個接口。為了防止用戶多次點擊導致發(fā)送多條短信，我們可以使用Redis分布式鎖來確保在一段時間內(nèi)（比如60秒內(nèi)），同一個用戶只能發(fā)送一次短信驗證碼。

1. 獲取Redis連接：首先，我們需要獲取Redis的連接實例。這通常是通過配置Redis客戶端（比如Jedis、Lettuce等）來實現(xiàn)的。
2. 嘗試獲取鎖：在發(fā)送短信驗證碼之前，我們嘗試在Redis中設置一個唯一的key（比如user:{userId}:smsLock），并設置一個過期時間（比如60秒）。如果設置成功，則說明我們獲取了鎖，可以繼續(xù)執(zhí)行發(fā)送短信的操作；如果設置失敗（說明這個key已經(jīng)被其他實例設置了），則說明當前有其他實例正在執(zhí)行發(fā)送短信的操作，我們需要等待或者返回錯誤提示。
3. 發(fā)送短信：在獲取鎖之后，我們可以執(zhí)行發(fā)送短信的操作。這通常是通過調(diào)用短信服務接口來實現(xiàn)的。
4. 釋放鎖：在發(fā)送短信之后，我們需要釋放鎖。這可以通過在Redis中刪除之前設置的key來實現(xiàn)。但需要注意的是，由于Redis操作是異步的，如果我們在發(fā)送短信之后立即刪除key，可能會存在其他實例在key被刪除之前再次獲取鎖的情況。為了解決這個問題，我們可以使用Redis的“Lua腳本”來實現(xiàn)原子性的刪除操作。
5. 異常處理：在實際應用中，我們還需要考慮各種異常情況的處理。比如，如果Redis服務不可用怎么辦？如果發(fā)送短信失敗怎么辦？這些都需要我們在代碼中做好相應的處理。

注意事項

在使用Redis分布式鎖時，還需要注意以下幾點：

• 鎖的粒度：鎖的粒度越細，系統(tǒng)的并發(fā)性能就越好；但鎖的粒度越細，實現(xiàn)起來就越復雜。因此，我們需要根據(jù)實際需求來選擇合適的鎖的粒度。
• 鎖的過期時間：鎖的過期時間需要根據(jù)實際業(yè)務場景來設置。如果設置得太短，可能會導致業(yè)務還沒有執(zhí)行完鎖就失效了；如果設置得太長，可能會導致業(yè)務已經(jīng)執(zhí)行完了但鎖還沒有釋放，造成資源浪費。
• 鎖的續(xù)期：在某些情況下，我們可能需要對鎖進行續(xù)期。比如，在執(zhí)行一個耗時較長的操作時，如果鎖的過期時間快到了但操作還沒有完成，我們就需要對鎖進行續(xù)期以防止其他實例獲取鎖。但需要注意的是，續(xù)期操作也需要考慮并發(fā)性和原子性。
• Redis集群：如果使用了Redis集群來部署Redis服務，那么在使用分布式鎖時還需要考慮Redis集群的特性和限制。比如，Redis集群在進行數(shù)據(jù)遷移時可能會導致鎖的丟失或失效等問題。

總結

在高并發(fā)場景下，使用分布式鎖來防止短信超發(fā)是一種常見且有效的解決方案。通過合理設置鎖的粒度、過期時間和續(xù)期策略等參數(shù)，我們可以確保系統(tǒng)的并發(fā)性能和穩(wěn)定性。同時，在使用分布式鎖時還需要注意各種異常情況的處理和Redis集群的特性限制等問題。希望這篇文章能幫助你更好地理解如何在高并發(fā)情況下使用分布式鎖來防止短信超發(fā)，并能夠在實際項目中靈活運用。