springboot+redis分布式锁-模拟抢单 - 好文

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：
1 <dependency> 2 <groupId>redis.clients</groupId> 3
<artifactId>jedis</artifactId>4 </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：
1 public boolean setnx(String key, String val) { 2 Jedis jedis = null; 3 try
{ 4 jedis = jedisPool.getResource(); 5 if (jedis == null) { 6 return false;
7 } 8 return jedis.set(key, val, "NX", "PX", 1000 * 60). 9 equalsIgnoreCase("
ok"); 10 } catch (Exception ex) { 11 } finally { 12 if (jedis != null) { 13
jedis.close();14 } 15 } 16 return false; 17 }
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：
1 @GetMapping("/setnx/{key}/{val}") 2 public boolean setnx(@PathVariable
String key, @PathVariable String val) {3 return jedisCom.setnx(key, val); 4 }
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：
1 public int delnx(String key, String val) { 2 Jedis jedis = null; 3 try {
4 jedis = jedisPool.getResource(); 5 if (jedis == null) { 6 return 0; 7 } 8
9 //if redis.call('get','orderkey')=='1111' then return
redis.call('del','orderkey') else return 0 end 10 StringBuilder sbScript = new
StringBuilder();11 sbScript.append("if redis.call('get','").append(key).append("
')").append("=='").append(val).append("'"). 12 append(" then "). 13 append("
return redis.call('del','").append(key).append("')"). 14 append(" else "). 15
append(" return 0"). 16 append(" end"); 17 18 return
Integer.valueOf(jedis.eval(sbScript.toString()).toString());19 } catch
(Exception ex) {20 } finally { 21 if (jedis != null) { 22 jedis.close(); 23 }
24 } 25 return 0; 26 }
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：
1 @GetMapping("/delnx/{key}/{val}") 2 public int delnx(@PathVariable String
key, @PathVariable String val) {3 return jedisCom.delnx(key, val); 4 }

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：
1 //总库存 2 private long nKuCuen = 0; 3 //商品key名字 4 private String
shangpingKey ="computer_key"; 5 //获取锁的超时时间秒 6 private int timeout = 30 * 1000
; 7 8 @GetMapping("/qiangdan") 9 public List<String> qiangdan() { 10 11 //
抢到商品的用户 12 List<String> shopUsers = new ArrayList<>(); 13 14 //构造很多用户 15
List<String> users =new ArrayList<>(); 16 IntStream.range(0, 100000
).parallel().forEach(b -> { 17 users.add("神牛-" + b); 18 }); 19 20 //初始化库存 21
nKuCuen =10; 22 23 //模拟开抢 24 users.parallelStream().forEach(b -> { 25 String
shopUser = qiang(b); 26 if (!StringUtils.isEmpty(shopUser)) { 27
shopUsers.add(shopUser);28 } 29 }); 30 31 return shopUsers; 32 }
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：
1 /** 2 * 模拟抢单动作 3 * 4 * @param b 5 * @return 6 */ 7 private String
qiang(String b) { 8 //用户开抢时间 9 long startTime = System.currentTimeMillis(); 10
11 //未抢到的情况下，30秒内继续获取锁 12 while ((startTime + timeout) >=
System.currentTimeMillis()) {13 //商品是否剩余 14 if (nKuCuen <= 0) { 15 break; 16 }
17 if (jedisCom.setnx(shangpingKey, b)) { 18 //用户b拿到锁 19 logger.info("用户{}拿到锁...
", b); 20 try { 21 //商品是否剩余 22 if (nKuCuen <= 0) { 23 break; 24 } 25 26 //
模拟生成订单耗时操作，方便查看：神牛-50 多次获取锁记录 27 try { 28 TimeUnit.SECONDS.sleep(1); 29 } catch
(InterruptedException e) {30 e.printStackTrace(); 31 } 32 33 //抢购成功，商品递减，记录用户
34 nKuCuen -= 1; 35 36 //抢单成功跳出 37 logger.info("用户{}抢单成功跳出...所剩库存：{}", b,
nKuCuen);38 39 return b + "抢单成功，所剩库存：" + nKuCuen; 40 } finally { 41 logger.info(
"用户{}释放锁...", b); 42 //释放锁 43 jedisCom.delnx(shangpingKey, b); 44 } 45 } else
{46 //用户b没拿到锁，在超时范围内继续请求锁，不需要处理 47 // if (b.equals("神牛-50") ||
b.equals("神牛-69")) {48 // logger.info("用户{}等待获取锁...", b); 49 // } 50 } 51 } 52
return ""; 53 }
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：

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