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基于 Redis 的分布式锁 Spring Boot 集成 Redisson 使用分布式锁确保对共享资源的互斥访问

news 来源：原创 2024/9/21 1:36:34

前言

SetNX

pom

yml

Controller

存在的问题

可重入的SetNX

Redisson

pom

yml

Controller

前言

工作中开发过一个上传文件的接口，每个区县都有自己的资源压缩包需要上传到系统，系统接收到压缩包后，需要解压，提取出里面的文件保存到文件服务器中，解析里面的SQLITE文件得到数据保存到数据库中。

由于处理的过程会比较耗时，所以使用了异步处理的方式来优化用户体验，接口接收到文件后快速响应，返回上传成功，异步线程在后台继续执行解析压缩包业务逻辑。为了防止在异步线程处理期间，用户再次上传压缩包，从而导致上传资源数据不一致问题，在异步线程处理期间要获取锁来保证上传资源数据一致。由于项目的架构是微服务架构，所以需要使用分布式锁。

项目中有使用 Redis，所以可以基于 Redis 来实现分布式锁，利用 Redis 的 SetNX 便能够简单实现分布式锁了。

SetNX

使用 Spring 框架中的 RedisTemplate 客户端，通过它可以对Redis进行多种操作

pom

        <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><!--spring2.0集成redis所需common-pool2--><dependency><groupId>org.apache.commons</groupId><artifactId>commons-pool2</artifactId></dependency>

yml

application.yml

spring:redis:host: localhostpassword: ''port: 6379timeout: 10000lettuce:pool:max-active: 8max-idle: 8max-wait: -1min-idle: 0server:port: 8888

Controller

以下是一个简单的 RedisTemplate 使用 SetNX 的简单示例

@RestController
@RequestMapping("/redis")
public class RedisTemplateController {@ResourceRedisTemplate<String, String> redisTemplate;@GetMapping("/setNX")public String setNX(String key) {Boolean flag = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(key, "1", 60, TimeUnit.SECONDS);if (!Boolean.TRUE.equals(flag)) {return "请稍后再试";}try {System.out.println("processing");Thread.sleep(4 * 1000);} catch (Exception e) {throw new RuntimeException(e.getMessage());} finally {redisTemplate.delete(key);}return "成功";}
}

存在的问题

使用 Redis + RedisTemplate，可以非常简单高效地实现分布式锁，针对绝大部分小系统已经够用了，因为大部分系统终其一生都遇不到那些极端情况，就算遇到了也是重启大法解决一切。。。

存在以下的问题：

锁无法续期：如果为锁设置了过期时间，万一超过了过期时间程序还没有执行完，而锁就被释放了，程序就可能出错了。
锁永不释放：如果不设置过期时间，那么如果客户端崩溃，那么该分布式锁就永远不会被释放了。
不可重入：同一个线程无法重复获取到锁，导致发生死锁。

可重入的SetNX

直接使用 SetNX 会存在以上的问题，不可重入的问题，实际上可以通过线程ID来标识锁，在加锁的时候，将唯一的线程ID也保存进去，这样在判断锁的时候，就可以通过线程ID来判断该分布式锁是不是属于当前线程的了，如果是，则重入数+1

示例代码如下：

public class RedisLockUtil {public static synchronized boolean lock(RedisTemplate<String, Serializable> redisTemplate, String key) {String currentThreadId = String.valueOf(Thread.currentThread().getId());String lockValue = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);if (lockValue == null) {lockValue = String.format("%s:%s", currentThreadId, 1);redisTemplate.opsForValue().set(key, lockValue);return true;}String[] parts = lockValue.split(":");if (parts.length == 2 && parts[0].equals(currentThreadId)) {int count = Integer.parseInt(parts[1]) + 1;lockValue = String.format("%s:%s", currentThreadId, count);redisTemplate.opsForValue().set(key, lockValue, 60, TimeUnit.SECONDS);return true;}return false;}public static synchronized void unlock(RedisTemplate<String, Serializable> redisTemplate, String key) {String currentThreadId = String.valueOf(Thread.currentThread().getId());String lockValue = (String) redisTemplate.opsForValue().get(key);if (lockValue != null) {String[] parts = lockValue.split(":");if (parts.length == 2 && parts[0].equals(currentThreadId)) {int count = Integer.parseInt(parts[1]);if (count > 1) {lockValue = String.format("%s:%s", currentThreadId, count - 1);redisTemplate.opsForValue().set(key, lockValue, 60, TimeUnit.SECONDS);} else {redisTemplate.delete(key);}}}}}

这也只是解决了可重入的问题，还是存在锁续期，锁永远不会被释放问题。

Redisson

解决以上问题，一劳永逸的方式就是直接使用 Redisson，Redisson 的 lock 通过 Watchdog 机制，解决了锁续期的问题。

在没有指定过期时间的前提下，Redisson 客户端实例获取到一个分布式锁，Watchdog 机制基于 Netty 的时间轮启动一个后台任务，定期向Redis发送续期命令，重新设置锁的过期时间，默认续期30秒，每10秒做一次续期。

当分布式锁释放或者 Redisson 客户端关闭时，Watchdog 也停止锁的续期任务。这样就完美地保证程序执行期间获取到的锁不会提前释放。即使客户端崩溃，也不会出现锁永远不会被释放的情况，因为客户端崩溃，Watchdog 也一起停止了续期任务，过了过期时间，锁自己就释放了。

pom

        <dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId><version>3.11.4</version></dependency>

yml

application.yml

spring:redis:redisson:config: "classpath:redisson.yml"server:port: 8888

redisson.yml

{
"singleServerConfig":{
"idleConnectionTimeout":10000,
"pingTimeout":1000,
"connectTimeout":10000,
"timeout":3000,
"retryAttempts":3,
"retryInterval":1500,
"subscriptionsPerConnection":5,
"clientName":null,
"address": "redis://localhost:6379",
"subscriptionConnectionMinimumIdleSize":1,
"subscriptionConnectionPoolSize":50,
"connectionMinimumIdleSize":32,
"connectionPoolSize":64,
"database":0
},
"threads":0,
"nettyThreads":0,
"codec":{
"class":"org.redisson.codec.JsonJacksonCodec"
},
"transportMode":"NIO"
}

Controller

@RestController
@RequestMapping("/redisson")
public class RedissonLockController {@Resourceprivate RedissonClient redissonClient;@GetMapping("/lock")public String reentrantLock(String key) {RLock reentrantLock = redissonClient.getLock(key);try {if (!reentrantLock.tryLock()) {return "请稍后再试";}System.out.println("processing");Thread.sleep(4 * 1000);} catch (Exception e) {reentrantLock.unlock();} finally {reentrantLock.unlock();}return "成功";}
}