DCS實(shí)踐干貨：使用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖

xiguadada 發(fā)布于2019-08-06 13:34 / 1377人閱讀

摘要：如果應(yīng)用服務(wù)集群部署，則涉及到對(duì)分布式應(yīng)用加鎖。當(dāng)前分布式加鎖主要有三種方式磁盤數(shù)據(jù)庫緩存數(shù)據(jù)庫。以上代碼實(shí)現(xiàn)僅展示使用服務(wù)進(jìn)行加鎖訪問的便捷性，具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)需要考慮死鎖鎖的檢查等情況，歡迎點(diǎn)擊分布式緩存服務(wù)了解更多。

場(chǎng)景介紹
很多互聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景（如商品秒殺，論壇回帖蓋樓等），需要用加鎖的方式，以對(duì)某種資源進(jìn)行順序訪問控制。如果應(yīng)用服務(wù)集群部署，則涉及到對(duì)分布式應(yīng)用加鎖。當(dāng)前分布式加鎖主要有三種方式：（磁盤）數(shù)據(jù)庫、緩存數(shù)據(jù)庫、Zookeeper。接下里讓我們一起看看加鎖實(shí)踐過程。

加鎖實(shí)現(xiàn)
package dcsDemo01;
import java.util.UUID;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class DistributedLock {

private final String host = "192.168.0.220";
private final int port = 6379;
private static final String SUCCESS = "OK";
private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
private static final String EXPIRE_TIME = "PX";
public  DistributedLock(){}
/*
 * @param lockName      鎖名
 * @param timeout       獲取鎖的超時(shí)時(shí)間
 * @param lockTimeout   鎖的有效時(shí)間
 * @return              鎖的標(biāo)識(shí)
 */
public String getLockWithTimeout(String lockName, long timeout, long lockTimeout) {
    String ret = null;
    Jedis jedisClient = new Jedis(host, port);
    try {
        String authMsg = jedisClient.auth("Demo@123");
        if (!SUCCESS.equals(authMsg)) {
            System.out.println("AUTH FAILED: " + authMsg);
        }

        String identifier = UUID.randomUUID().toString();
        String lockKey = "DLock:" + lockName;
        long end = System.currentTimeMillis() + timeout;

        while(System.currentTimeMillis() < end) {
            String result = jedisClient.set(lockKey, identifier, SET_IF_NOT_EXIST, EXPIRE_TIME, lockTimeout);
            if(SUCCESS.equals(result)) {
                ret = identifier;
                break;
            }

            try {
                Thread.sleep(2);
            } catch (InterruptedException e) {
                Thread.currentThread().interrupt();
            }
        }
    }
    catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        jedisClient.quit();
        jedisClient.close();
    }

    return ret;
}

/*
 * @param lockName        鎖名
 * @param identifier    鎖的標(biāo)識(shí)
 */
public void releaseLock(String lockName, String identifier) {
    Jedis jedisClient = new Jedis(host, port);

    try {
        String authMsg = jedisClient.auth("Demo@123");
        if (!SUCCESS.equals(authMsg)) {
            System.out.println("AUTH FAILED: " + authMsg);
        }

        String lockKey = "DLock:" + lockName;
        if(identifier.equals(jedisClient.get(lockKey))) {
            jedisClient.del(lockKey);
        }
    }
    catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
    }finally {
        jedisClient.quit();
        jedisClient.close();
    }
}

}

測(cè)試代碼
假設(shè)20個(gè)線程對(duì)10臺(tái)mate10手機(jī)進(jìn)行搶購：
package dcsDemo01;
import java.util.UUID;

public class CaseTest {

public static void main(String[] args) {
    ServiceOrder service = new ServiceOrder();
    for (int i = 0; i < 20; i++) {
        ThreadBuy client = new ThreadBuy(service);
        client.start();
    }
}

}

class ServiceOrder {

private final int MAX = 10;

DistributedLock DLock = new DistributedLock();

int n = 10;

public void handleOder() {
    String userName = UUID.randomUUID().toString().substring(0,8) + Thread.currentThread().getName();
    String identifier = DLock.getLockWithTimeout("Huawei Mate 10", 10000, 2000);
    System.out.println("正在為用戶：" + userName + " 處理訂單");
    if(n > 0) {
        int num = MAX - n + 1;
        System.out.println("用戶："+ userName + "購買第" + num + "臺(tái)，剩余" + (--n) + "臺(tái)");
    }else {
        System.out.println("用戶："+ userName + "無法購買，已售罄！");
    }
    DLock.releaseLock("Huawei Mate 10", identifier);
}

}

class ThreadBuy extends Thread {

private ServiceOrder service;

public ThreadBuy(ServiceOrder service) {
    this.service = service;
}

@Override
public void run() {
    service.handleOder();
}

}

運(yùn)行結(jié)果
配置好實(shí)際的緩存實(shí)例連接地址、端口與連接密碼，運(yùn)行代碼，得到以下結(jié)果：
正在為用戶：eee56fb7Thread-16 處理訂單
用戶：eee56fb7Thread-16購買第1臺(tái)，剩余9臺(tái)
正在為用戶：d6521816Thread-2 處理訂單
用戶：d6521816Thread-2購買第2臺(tái)，剩余8臺(tái)
正在為用戶：d7b3b983Thread-19 處理訂單
用戶：d7b3b983Thread-19購買第3臺(tái)，剩余7臺(tái)
正在為用戶：36a6b97aThread-15 處理訂單
用戶：36a6b97aThread-15購買第4臺(tái)，剩余6臺(tái)
正在為用戶：9a973456Thread-1 處理訂單
用戶：9a973456Thread-1購買第5臺(tái)，剩余5臺(tái)
正在為用戶：03f1de9aThread-14 處理訂單
用戶：03f1de9aThread-14購買第6臺(tái)，剩余4臺(tái)
正在為用戶：2c315ee6Thread-11 處理訂單
用戶：2c315ee6Thread-11購買第7臺(tái)，剩余3臺(tái)
正在為用戶：2b03b7c0Thread-12 處理訂單
用戶：2b03b7c0Thread-12購買第8臺(tái)，剩余2臺(tái)
正在為用戶：75f25749Thread-0 處理訂單
用戶：75f25749Thread-0購買第9臺(tái)，剩余1臺(tái)
正在為用戶：26c71db5Thread-18 處理訂單
用戶：26c71db5Thread-18購買第10臺(tái)，剩余0臺(tái)
正在為用戶：c32654dbThread-17 處理訂單
用戶：c32654dbThread-17無法購買，已售罄！
正在為用戶：df94370aThread-7 處理訂單
用戶：df94370aThread-7無法購買，已售罄！
正在為用戶：0af94cddThread-5 處理訂單
用戶：0af94cddThread-5無法購買，已售罄！
正在為用戶：e52428a4Thread-13 處理訂單
用戶：e52428a4Thread-13無法購買，已售罄！
正在為用戶：46f91208Thread-10 處理訂單
用戶：46f91208Thread-10無法購買，已售罄！
正在為用戶：e0ca87bbThread-9 處理訂單
用戶：e0ca87bbThread-9無法購買，已售罄！
正在為用戶：f385af9aThread-8 處理訂單
用戶：f385af9aThread-8無法購買，已售罄！
正在為用戶：46c5f498Thread-6 處理訂單
用戶：46c5f498Thread-6無法購買，已售罄！
正在為用戶：935e0f50Thread-3 處理訂單
用戶：935e0f50Thread-3無法購買，已售罄！
正在為用戶：d3eaae29Thread-4 處理訂單
用戶：d3eaae29Thread-4無法購買，已售罄！

不加鎖場(chǎng)景
如果注釋掉加鎖代碼，變成無鎖情況，則搶購無序。
//測(cè)試類中注釋兩行用于加鎖的代碼：
public void handleOder() {

String userName = UUID.randomUUID().toString().substring(0,8) + Thread.currentThread().getName();
//加鎖代碼
//String identifier = DLock.getLockWithTimeout("Huawei Mate 10", 10000, 2000);
System.out.println("正在為用戶：" + userName + " 處理訂單");
if(n > 0) {
    int num = MAX - n + 1;
    System.out.println("用戶："+ userName + "夠買第" + num + "臺(tái)，剩余" + (--n) + "臺(tái)");
}else {
    System.out.println("用戶："+ userName + "無法夠買，已售罄！");
}
//加鎖代碼
//DLock.releaseLock("Huawei Mate 10", identifier);

}

注釋加鎖代碼后的運(yùn)行結(jié)果，可以看出處理過程是無序的：
正在為用戶：e04934ddThread-5 處理訂單
正在為用戶：a4554180Thread-0 處理訂單
用戶：a4554180Thread-0購買第2臺(tái)，剩余8臺(tái)
正在為用戶：b58eb811Thread-10 處理訂單
用戶：b58eb811Thread-10購買第3臺(tái)，剩余7臺(tái)
正在為用戶：e8391c0eThread-19 處理訂單
正在為用戶：21fd133aThread-13 處理訂單
正在為用戶：1dd04ff4Thread-6 處理訂單
用戶：1dd04ff4Thread-6購買第6臺(tái)，剩余4臺(tái)
正在為用戶：e5977112Thread-3 處理訂單
正在為用戶：4d7a8a2bThread-4 處理訂單
用戶：e5977112Thread-3購買第7臺(tái)，剩余3臺(tái)
正在為用戶：18967410Thread-15 處理訂單
用戶：18967410Thread-15購買第9臺(tái)，剩余1臺(tái)
正在為用戶：e4f51568Thread-14 處理訂單
用戶：21fd133aThread-13購買第5臺(tái)，剩余5臺(tái)
用戶：e8391c0eThread-19購買第4臺(tái)，剩余6臺(tái)
正在為用戶：d895d3f1Thread-12 處理訂單
用戶：d895d3f1Thread-12無法購買，已售罄！
正在為用戶：7b8d2526Thread-11 處理訂單
用戶：7b8d2526Thread-11無法購買，已售罄！
正在為用戶：d7ca1779Thread-8 處理訂單
用戶：d7ca1779Thread-8無法購買，已售罄！
正在為用戶：74fca0ecThread-1 處理訂單
用戶：74fca0ecThread-1無法購買，已售罄！
用戶：e04934ddThread-5購買第1臺(tái)，剩余9臺(tái)
用戶：e4f51568Thread-14購買第10臺(tái)，剩余0臺(tái)
正在為用戶：aae76a83Thread-7 處理訂單
用戶：aae76a83Thread-7無法購買，已售罄！
正在為用戶：c638d2cfThread-2 處理訂單
用戶：c638d2cfThread-2無法購買，已售罄！
正在為用戶：2de29a4eThread-17 處理訂單
用戶：2de29a4eThread-17無法購買，已售罄！
正在為用戶：40a46ba0Thread-18 處理訂單
用戶：40a46ba0Thread-18無法購買，已售罄！
正在為用戶：211fd9c7Thread-9 處理訂單
用戶：211fd9c7Thread-9無法購買，已售罄！
正在為用戶：911b83fcThread-16 處理訂單
用戶：911b83fcThread-16無法購買，已售罄！
用戶：4d7a8a2bThread-4購買第8臺(tái)，剩余2臺(tái)

總的來說，使用DCS服務(wù)中Redis類型的緩存實(shí)例實(shí)現(xiàn)分布式加鎖，有幾大優(yōu)勢(shì)：
1、加鎖操作簡(jiǎn)單，使用SET、GET、DEL等幾條簡(jiǎn)單命令即可實(shí)現(xiàn)鎖的獲取和釋放。
2、性能優(yōu)越，緩存數(shù)據(jù)的讀寫優(yōu)于磁盤數(shù)據(jù)庫與Zookeeper。
3、可靠性強(qiáng)，DCS有主備和集群實(shí)例類型，避免單點(diǎn)故障。

以上代碼實(shí)現(xiàn)僅展示使用DCS服務(wù)進(jìn)行加鎖訪問的便捷性，具體技術(shù)實(shí)現(xiàn)需要考慮死鎖、鎖的檢查等情況，歡迎點(diǎn)擊分布式緩存服務(wù)DCS了解更多。

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