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基于redis的分布式锁 lua脚本解决原子性
之前我们实现的乐观锁和悲观锁来控制超卖有一定效果，但它们都只能在单机环境下生效。在分布式系统中，我们需要更强大的锁机制来确保跨多个服务实例的数据一致性。Redisson是一个在Redis基础上实现的Java分布式服务，它提供了强大的分布式锁实现，可以帮助我们解决分布式环境下的并发控制问题。
分布式锁：满足分布式系统或集群模式下多进程可见并且互斥的锁
分布式锁的核心思想就是让大家都使用同一把锁，只要大家使用的是同一把锁，那么我们就能锁住线程，不让线程进行，让程序串行执行，这就是分布式锁的核心思路
事实上我们有很多实现分布式锁的方法 但redis优势更大一些 接下来我们用redis来实现一下分布式锁
主要分两步
- 获取锁：
- 互斥：确保只能有一个线程获取锁
- 非阻塞：尝试一次，成功返回true，失败返回false
- 释放锁：
- 手动释放
- 超时释放：获取锁时添加一个超时时间
我们利用redis 的setNx 方法，当有多个线程进入时，我们就利用该方法，第一个线程进入时，redis 中就有这个key 了，返回了1，如果结果是1，则表示他抢到了锁，那么他去执行业务，然后再删除锁，退出锁逻辑，没有抢到锁的哥们，等待一定时间后重试即可
public class SimpleRedisLock implements ILock{//不同的业务应该有不同的所private String name;private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;//给锁加一个前缀private static final String KEY_PREFIX="lock:";//接收用户传递给我们的参数public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {this.name = name;this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;}/*** 尝试获取锁** @param timeoutSec* @return*/@Overridepublic boolean tryLock(long timeoutSec) {//获取线程标识long thresdId = Thread.currentThread().getId();//获取锁——如果不存在才执行：nxBoolean success = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(KEY_PREFIX+name,threadId+"", timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);/*** 若success是true，这里返回true* 若sucess是false，这里返回false* 若这里为空，返回的也是false* 避免空指针异常*/return Boolean.TRUE.equals(success);}/*** 释放锁*/@Overridepublic void unlock() {stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX+name);}
}//足够，创建订单Long userId = UserHolder.getUser().getId();//创建锁对象SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order" + userId, stringRedisTemplate);//获取锁boolean isLock = lock.tryLock(1200);//判断是否获取锁成功if (!isLock) {//获取锁失败，返回错误return Result.fail("不允许重复下单！");}try {//获取代理对象（事务）IVoucherOrderService proxy= (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();return proxy.createVoucherOrder(voucherId);} finally {//释放锁lock.unlock();}这样我们在测试的时候就会发现 我们虽然部署两台tomcat服务器 但锁不仅仅是在一个jvm中的 而是作用域全局的
但还有一些问题 例如 持有锁的线程在锁的内部出现了阻塞，导致他的锁自动释放，这时其他线程，线程2来尝试获得锁，就拿到了这把锁，然后线程2在持有锁执行过程中，线程1反应过来，继续执行，而线程1执行过程中，走到了删除锁逻辑，此时就会把本应该属于线程2的锁进行删除，这就是误删别人锁的情况说明
解决起来也很简单 解决方案就是在每个线程释放锁的时候，去判断一下当前这把锁是否属于自己，如果属于自己，则不进行锁的删除，假设还是上边的情况，线程1卡顿，锁自动释放，线程2进入到锁的内部执行逻辑，此时线程1反应过来，然后删除锁，但是线程1，一看当前这把锁不是属于自己，于是不进行删除锁逻辑，当线程2走到删除锁逻辑时，如果没有卡过自动释放锁的时间点，则判断当前这把锁是属于自己的，于是删除这把锁。（是不是很像版本号法解决）
- 修改之前的分布式锁实现，满足：在获取锁时存入线程标示（可以用UUID表示）
在释放锁时先获取锁中的线程标示，判断是否与当前线程标示一致 - 如果一致则释放锁 如果不一致则不释放锁
核心逻辑：在存入锁时，放入自己线程的标识，在删除锁时，判断当前这把锁的标识是不是自己存入的，如果是，则进行删除，如果不是，则不进行删除。
/*** 释放锁*/@Overridepublic void unlock() {//获取线程标识String thresdId = ID_PREFIX+Thread.currentThread().getId();//获取锁中的标识String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);//判断标识是否一致if (threadId.equals(id)) {stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX+name);}}这样就解决我们刚刚的问题了
假设还有更极端的一种情况
线程1现在持有锁之后，在执行业务逻辑过程中，他正准备删除锁，而且已经走到了条件判断的过程中，比如他已经拿到了当前这把锁确实是属于他自己的，正准备删除锁，但是此时他的锁到期了，那么此时线程2进来，但是线程1他会接着往后执行，当他卡顿结束后，他直接就会执行删除锁那行代码，相当于条件判断并没有起到作用，这就是删锁时的原子性问题，之所以有这个问题，是因为线程1的拿锁，比锁，删锁，实际上并不是原子性的，我们要防止刚才的情况发生
就需要lua登场了 lua是一种脚本语言 Redis提供了Lua脚本功能，在一个脚本中编写多条Redis命令，确保多条命令执行时的原子性。这里重点介绍Redis提供的调用函数，我们可以使用lua去操作redis，又能保证他的原子性，这样就可以实现拿锁比锁删锁是一个原子性动作了
这里重点介绍Redis提供的调用函数，语法如下：
redis.call('命令名称', 'key', '其它参数', ...)
# 先执行 set name jack
redis.call('set', 'name', 'Rose')
# 再执行 get name
local name = redis.call('get', 'name')
# 返回
return name
如果脚本中的key、value不想写死，可以作为参数传递。key类型参数会放入KEYS数组，其它参数会放入ARGV数组，在脚本中可以从KEYS和ARGV数组获取这些参数：
EVAL "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 name tom
因此我们可以改造一下 我们希望最后两步保证原子性 因此只需要把最后两步写入lua脚本 执行即可
-- 比较线程标示与锁中的标示是否一致
if(redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1]) then-- 释放锁 del keyreturn redis.call('del', KEYS[1])
end
return 0
private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;static {UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua"));UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class);}public void unlock() {// 调用lua脚本stringRedisTemplate.execute(UNLOCK_SCRIPT,Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name),ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());
}基于Redis的分布式锁实现思路：
- 利用set nx ex获取锁，并设置过期时间，保存线程标示
- 释放锁时先判断线程标示是否与自己一致，一致则删除锁
- 特性：
- 利用set nx满足互斥性
- 利用set ex保证故障时锁依然能释放，避免死锁，提高安全性
- 利用Redis集群保证高可用和高并发特性
- 特性：