结合 Redis 实现同步锁

1、技术方案

1.1、redis的基本命令

1)SETNX命令(SET if Not eXists)

语法:SETNX key value

功能:当且仅当 key 不存在,将 key 的值设为 value ,并返回1;若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作,并返回0。

2)expire命令

语法:expire KEY seconds

功能:设置key的过期时间。如果key已过期,将会被自动删除。

3)DEL命令

语法:DEL key [KEY …]

功能:删除给定的一个或多个 key ,不存在的 key 会被忽略。

1.2、实现同步锁原理

1)加锁:“锁”就是一个存储在redis里的key-value对,key是把一组投资操作用字符串来形成唯一标识,value其实并不重要,因为只要这个唯一的key-value存在,就表示这个操作已经上锁。

2)解锁:既然key-value对存在就表示上锁,那么释放锁就自然是在redis里删除key-value对。

3)阻塞、非阻塞:阻塞式的实现,若线程发现已经上锁,会在特定时间内轮询锁。非阻塞式的实现,若发现线程已经上锁,则直接返回。

4)处理异常情况:假设当投资操作调用其他平台接口出现等待时,自然没有释放锁,这种情况下加入锁超时机制,用redis的expire命令为key设置超时时长,过了超时时间redis就会将这个key自动删除,即强制释放锁

(此步骤需在JAVA内部设置同样的超时机制,内部超时时长应小于或等于redis超时时长)。

1.3、处理流程图

     结合 Redis 实现同步锁

2、代码实现

2.1、同步锁工具类

 package com.mic.synchrolock.util;

 import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.UUID; import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy; import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import com.mic.constants.Constants;
import com.mic.constants.InvestType; /**
* 分布式同步锁工具类
* @author Administrator
*
*/
public class SynchrolockUtil { private final Log logger = LogFactory.getLog(getClass()); @Autowired
private RedisClientTemplate redisClientTemplate; public final String RETRYTYPE_WAIT = "1"; //加锁方法当对象已加锁时,设置为等待并轮询
public final String RETRYTYPE_NOWAIT = "0"; //加锁方法当对象已加锁时,设置为直接返回 private String requestTimeOutName = ""; //投资同步锁请求超时时间
private String retryIntervalName = ""; //投资同步锁轮询间隔
private String keyTimeoutName = ""; //缓存中key的失效时间
private String investProductSn = ""; //产品Sn
private String uuid; //对象唯一标识 private Long startTime = System.currentTimeMillis(); //首次调用时间
public Long getStartTime() {
return startTime;
} List<String> keyList = new ArrayList<String>(); //缓存key的保存集合
public List<String> getKeyList() {
return keyList;
}
public void setKeyList(List<String> keyList) {
this.keyList = keyList;
} @PostConstruct
public void init() {
uuid = UUID.randomUUID().toString();
} @PreDestroy
public void destroy() {
this.unlock();
} /**
* 根据传入key值,判断缓存中是否存在该key
* 存在-已上锁:判断retryType,轮询超时,或直接返回,返回ture
* 不存在-未上锁:将该放入缓存,返回false
* @param key
* @param retryType 当遇到上锁情况时 1:轮询;0:直接返回
* @return
*/
public boolean islocked(String key,String retryType){
boolean flag = true;
logger.info("====投资同步锁设置轮询间隔、请求超时时长、缓存key失效时长====");
//投资同步锁轮询间隔 毫秒
Long retryInterval = Long.parseLong(Constants.getProperty(retryIntervalName));
//投资同步锁请求超时时间 毫秒
Long requestTimeOut = Long.parseLong(Constants.getProperty(requestTimeOutName));
//缓存中key的失效时间 秒
Integer keyTimeout = Integer.parseInt(Constants.getProperty(keyTimeoutName)); //调用缓存获取当前产品锁
logger.info("====当前产品key为:"+key+"====");
if(isLockedInRedis(key,keyTimeout)){
if("1".equals(retryType)){
//采用轮询方式等待
while (true) {
logger.info("====产品已被占用,开始轮询====");
try {
Thread.sleep(retryInterval);
} catch (InterruptedException e) {
logger.error("线程睡眠异常:"+e.getMessage(), e);
return flag;
}
logger.info("====判断请求是否超时====");
Long currentTime = System.currentTimeMillis(); //当前调用时间
long Interval = currentTime - startTime;
if (Interval > requestTimeOut) {
logger.info("====请求超时====");
return flag;
}
if(!isLockedInRedis(key,keyTimeout)){
logger.info("====轮询结束,添加同步锁====");
flag = false;
keyList.add(key);
break;
}
}
}else{
//不等待,直接返回
logger.info("====产品已被占用,直接返回====");
return flag;
} }else{
logger.info("====产品未被占用,添加同步锁====");
flag = false;
keyList.add(key);
}
return flag;
} /**
* 在缓存中查询key是否存在
* 若存在则返回true;
* 若不存在则将key放入缓存,设置过期时间,返回false
* @param key
* @param keyTimeout key超时时间单位是秒
* @return
*/
boolean isLockedInRedis(String key,int keyTimeout){
logger.info("====在缓存中查询key是否存在====");
boolean isExist = false;
//与redis交互,查询对象是否上锁
Long result = this.redisClientTemplate.setnx(key, uuid);
logger.info("====上锁 result = "+result+"====");
if(null != result && 1 == Integer.parseInt(result.toString())){
logger.info("====设置缓存失效时长 = "+keyTimeout+"秒====");
this.redisClientTemplate.expire(key, keyTimeout);
logger.info("====上锁成功====");
isExist = false;
}else{
logger.info("====上锁失败====");
isExist = true;
}
return isExist;
} /**
* 根据传入key,对该产品进行解锁
* @param key
* @return
*/
public void unlock(){
//与redis交互,对产品解锁
if(keyList.size()>0){
for(String key : this.keyList){
String value = this.redisClientTemplate.get(key);
if(null != value && !"".equals(value)){
if(uuid.equals(value)){
logger.info("====解锁key:"+key+" value="+value+"====");
this.redisClientTemplate.del(key);
}else{
logger.info("====待解锁集合中key:"+key+" value="+value+"与uuid不匹配====");
}
}else{
logger.info("====待解锁集合中key="+key+"的value为空====");
}
}
}else{
logger.info("====待解锁集合为空====");
}
} }

2.2、业务调用模拟样例

   //获取同步锁工具类
  SynchrolockUtil synchrolockUtil = SpringUtils.getBean("synchrolockUtil");
  //获取需上锁资源的KEY
  String key = "abc";
  //查询是否上锁,上锁轮询,未上锁加锁
  boolean isLocked = synchrolockUtil.islocked(key,synchrolockUtil.RETRYTYPE_WAIT);
  //判断上锁结果
  if(isLocked){
  logger.error("同步锁请求超时并返回 key ="+key);
  }else{
  logger.info("====同步锁加锁陈功====");
  }   try {   //执行业务处理   } catch (Exception e) {
  logger.error("业务异常:"+e.getMessage(), e);
  }finally{
  //解锁
   synchrolockUtil.unlock();
  }

2.3、如果业务处理内部,还有嵌套加锁需求,只需将对象传入方法内部,加锁成功后将key值追加到集合中即可

ps:实际实现中还需要jedis工具类,需额外添加调用

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