目錄

一、本地鎖存在的問題

二、redis實現分布式鎖原理

三、使用示例

四、鎖誤刪問題

?解決思路

獲取鎖和釋放鎖代碼優化

五、鎖釋放的原子性問題

解決思路（Lua腳本）

使用流程

總結

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? ? ? ? 大家好，我是千語。上期給大家講了使用悲觀鎖來解決“一人一單”的并發場景。但上期使用的是一個本地鎖，本地鎖在集群模式下會失效。具體可以看一下我上一篇博客。

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【并發問題】一人一單（悲觀鎖解決）-CSDN博客

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一、本地鎖存在的問題

在集群模式下，該項目會啟動多個實例，且每個實例都會有各種的jvm。我們上面使用到的鎖其實都是本地鎖，所以就可能會出現這樣的情況：

張三在進行并發地判斷自己是否滿足一人一單時，第一個請求被分配到了實例A，獲取鎖并判斷到數據庫中還沒有改商品的訂單，可以搶購，但當還沒有完全提交事務到數據庫時，即使還沒有釋放鎖。

張三發送第二個請求被分配到了實例B，那么用戶嘗試獲取鎖時，是可以獲取到的。然后判斷到數據庫沒有訂單，可以搶單的操作，這樣又造成了一個用戶搶到了多個訂單的操作。

解析：因為每個實例都會有自己的JVM，而JVM里面都會有自己的鎖監視器，并且每個實例的鎖都是存儲在它自己的jvm里面的，所以請求分配到不同的實例，鎖監視器監視到的鎖都是打開的狀態。也就是說我們上面應用鎖的方式只是在單機的情況下適用，集群模式下就不適用了。

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二、redis實現分布式鎖原理

? ? ? ? 原理就是使用redis的setnx命令，這個命令是給redis里面set值，但是只有這個鍵不存在的時候才set，所以我們要獲取鎖時，setnx一個固定的鍵，獲取鎖成功；當其他線程也想要獲取鎖時，也使用setnx命令，這時候是set不到的，所以這個線程就獲取鎖失敗。當業務執行完釋放鎖時，就把這個鍵刪除就可以了。

圖例：

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三、使用示例

@Component
public class RedisLock {@Autowiredprivate RedisTemplate<String, String> redisTemplate;/*** 嘗試獲取分布式鎖* @param lockKey 鎖的鍵* @param expireTime 過期時間* @param timeUnit 時間單位* @return 獲取鎖成功與否*/public String tryLock(String lockKey, long expireTime, TimeUnit timeUnit) {// 使用setIfAbsent方法嘗試獲取鎖（對應Redis的SETNX命令）Boolean locked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, lockValue, expireTime, timeUnit);//設置鎖超時時間，避免死鎖return locked != null && locked;  //set成功表明獲取鎖成功}/*** 釋放分布式鎖* @param lockKey 鎖的鍵* @return 是否釋放成功*/public boolean releaseLock(String lockKey) {return redisTemplate.delete(lockKey)}
}

業務中實際加鎖操作：

public String lockTest(){String lockKey = "product_stock_lock";try {// 嘗試獲取鎖，超時時間10秒，鎖持有時間30秒lockValue = redisLockHelper.tryLock(lockKey, 30, TimeUnit.SECONDS);if (lockValue != null) {// 獲取鎖成功，執行業務邏輯System.out.println("獲取鎖成功，處理庫存扣減...");// 模擬業務處理Thread.sleep(5000); return "庫存扣減成功";} else {// 獲取鎖失敗return "系統繁忙，請稍后重試";}} catch (InterruptedException e) {Thread.currentThread().interrupt();return "操作被中斷";} finally {// 釋放鎖（只有持有鎖的線程才能釋放）if (lockValue != null) {boolean released = redisLockHelper.releaseLock(lockKey, lockValue);System.out.println("鎖釋放結果: " + released);}}}

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四、鎖誤刪問題

? ? ? ? 在上述的使用示例當中，實際上會存在鎖誤刪的問題。具體如下：

1. 線程1獲取鎖成功，執行業務代碼后阻塞，未執行到手動釋放鎖的操作，鎖超時后自動釋放了
2. 由于鎖超時被釋放，線程2獲取鎖成功，執行業務
3. 線程1阻塞過后，繼續執行任務，執行了釋放鎖操作。但此時鎖其實是線程2的，由于沒有做判斷，線程1執行了釋放鎖的操作。
4. 由于鎖已經被線程1釋放，線程3可以獲取鎖，執行業務。
5. 結果：線程2和線程3都同時在執行了只能單個線程執行的業務。

圖例：

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?解決思路

獲取鎖時，判斷一下標識是否一致；

在setnx時，value的值可以設置成當前線程的name或者id。

因為線程id在jvm里面是自增的，所以在集群模式下，多個jvm可能會存在id相同的線程，所以也是會沖突的，所以id不可行，往下看。

所以可以使用uuid+線程id作為鎖的標識

當要釋放鎖時，先獲取鎖的值，如果是自己當前的線程id，再進行釋放鎖

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獲取鎖和釋放鎖代碼優化

@Component
public class RedisLockHelper {@Autowiredprivate RedisTemplate<String, String> redisTemplate;//生成當前鎖持有者的唯一標識的uuid前綴private static final String ID_PREFIX= UUID.randomUUID().toString(true) + "-";/*** 嘗試獲取分布式鎖* @param lockKey 鎖的鍵* @param expireTime 過期時間* @param timeUnit 時間單位* @return 鎖的唯一標識，獲取失敗時為null*/public String tryLock(String lockKey, long expireTime, TimeUnit timeUnit) {// 使用UUID前綴+當前線程id作為鎖持有者的唯一標識String lockValue = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getid();// 使用setIfAbsent方法嘗試獲取鎖（對應Redis的SETNX命令）Boolean locked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, lockValue, expireTime, timeUnit);return locked != null && locked ? lockValue : null;}/*** 釋放分布式鎖* @param lockKey 鎖的鍵* @return 是否釋放成功*/public boolean releaseLock(String lockKey) {//獲取當前線程的標識String currentThreadLock = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getid();// 獲取分布式鎖內的鎖標識String lockValue = redisTemplate.opsForValue().get(lockKey)  //釋放鎖時，先判斷該鎖是不是當前線程持有的      if(currentThreadLock.equals(lockValue)) {//如果當前線程是鎖的持有者，就釋放鎖return redisTemplate.delete(lockKey);}else{return false;}}
}

?業務層使用鎖的代碼不需要修改

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五、鎖釋放的原子性問題

上一個問題是執行業務時線程阻塞，阻塞結束后誤刪了鎖。

所以我們在釋放鎖前先判斷一下標識，看是否是當前線程的鎖再釋放就可以解決

但是，當我們判斷完標識是一致后，線程1在進行釋放鎖之前被阻塞了（由于這兩者不是原子性）

等到鎖過期，其他線程成功獲取鎖執行業務，那么線程1又誤刪了鎖：

圖例

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解決思路（Lua腳本）

使用Lua腳本，在腳本里面寫一系列操作，然后使用redis客戶端調用該腳本，這些操作就會一次性執行，滿足原子性。

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使用流程

（1）創建并填寫Lua腳本文件：

注意：Lua腳本是使用lua語言來寫的。具體可以去看一下語法內容，下面只給出一種解決思路和大概的解決流程。后續可以使用redission來簡化這些操作

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（2）讀取lua腳本，形成一個RedisScript，便于后續調用api

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（3）執行Lua腳本，釋放鎖

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（4）鎖使用：

業務中使用鎖的方法都不需要邊

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總結

1. 分布式鎖利用set nx ex的原理。（set nx的互斥性，ex保證超時釋放鎖，避免死鎖）
2. 釋放鎖時要看看鎖是不是該線程的持有者，避免誤刪
3. 使用Lua腳本滿足一組操作的原子性