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:
<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:
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:
@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:
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:
@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:
//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:
/** * 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我们。