分布式锁的升级与优化

redis lua 中keys[1] 和argv[1] 的理解

KEYS[1] 用来表示在redis 中用作键值的参数占位,主要用來传递在redis 中用作keyz值的参数。

ARGV[1] 用来表示在redis 中用作参数的占位,主要用来传递在redis中用做 value值的参数。

从 Redis 2.6.12 版本开始, SET 命令的行为可以通过一系列参数来修改:

  • EX second :设置键的过期时间为 second 秒。 SET key value EX second 效果等同于 SETEX key second value 。
  • PX millisecond :设置键的过期时间为 millisecond 毫秒。 SET key value PX millisecond 效果等同于 PSETEX key millisecond value 。
  • NX :只在键不存在时,才对键进行设置操作。 SET key value NX 效果等同于 SETNX key value 。
  • XX :只在键已经存在时,才对键进行设置操作。

Redis实现的分布式锁和分布式限流

随着现在分布式越来越普遍,分布式锁也十分常用,我的上一篇文章解释了使用zookeeper实现分布式锁(传送门),本次咱们说一下如何用Redis实现分布式锁和分布限流。

Redis有个事务锁,就是如下的命令,这个命令的含义是将一个value设置到一个key中,如果不存在将会赋值并且设置超时时间为30秒,如何这个key已经存在了,则不进行设置。

SET key value NX PX 30000

这个事务锁很好的解决了两个单独的命令,一个设置set key value nx,即该key不存在的话将对其进行设置,另一个是expire key seconds,设置该key的超时时间。我们可以想一下,如果这两个命令用程序单独使用会存在什么问题:

1. 如果一个set key的命令设置了key,然后程序异常了,expire时间没有设置,那么这个key会一直锁住。

2. 如果一个set key时出现了异常,但是直接执行了expire,过了一会儿之后另一个进行set key,还没怎么执行代码,结果key过期了,别的线程也进入了锁。

还有很多出问题的可能点,这里我们就不讨论了,下面咱们来看看如何实现吧。本文使用的Spring Boot 2.x + Spring data redis + Swagger +lombok + AOP + lua脚本。在实现的过程中遇到了很多问题,都一一解决实现了。依赖的POM文件如下:

[
复制代码

](javascript:void(0);)

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
         xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>2.1.2.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <groupId>com.hqs</groupId>
    <artifactId>distributedlock</artifactId>
    <version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
    <name>distributedlock</name>
    <description>Demo project for Spring Boot</description>

    <properties>
        <java.version>1.8</java.version>
    </properties>

    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-aop</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-devtools</artifactId>
            <scope>runtime</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
            <optional>true</optional>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-swagger-ui</artifactId>
            <version>2.9.2</version>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>io.springfox</groupId>
            <artifactId>springfox-swagger2</artifactId>
            <version>2.9.2</version>
            <scope>compile</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>redis.clients</groupId>
            <artifactId>jedis</artifactId>
            <version>2.9.0</version>
        </dependency>
    </dependencies>

    <build>
        <plugins>
            <plugin>
                <groupId>org.springframework.boot</groupId>
                <artifactId>spring-boot-maven-plugin</artifactId>
            </plugin>
        </plugins>
    </build>

</project>

[
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](javascript:void(0);)

使用了两个lua脚本,一个用于执行lock,另一个执行unlock。咱们简单看一下,lock脚本就是采用Redis事务执行的set nx px命令,其实还有set nx ex命令,这个ex命令是采用秒的方式进行设置过期时间,这个px是采用毫秒的方式设置过期时间。value需要使用一个唯一的值,这个值在解锁的时候需要判断是否一致,如果一致的话就进行解锁。这个也是官方推荐的方法。另外在lock的地方我设置了一个result,用于输出测试时的结果,这样就可以结合程序去进行debug了。

[
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](javascript:void(0);)

local expire = tonumber(ARGV[2])
local ret = redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1], 'NX', 'PX', expire)
local strret = tostring(ret)
--用于查看结果,我本机获取锁成功后程序返回随机结果"table: 0x7fb4b3700fe0",否则返回"false"
redis.call('set', 'result', strret)
if strret == 'false' then
    return false
else
    return true
end

[
复制代码

](javascript:void(0);)

[
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](javascript:void(0);)

redis.call('del', 'result')
if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call('del', KEYS[1])
else
    return 0
end

[
复制代码

](javascript:void(0);)

来看下代码,主要写了两个方法,一个是用与锁另外一个是用于结解锁。这块需要注意的是使用RedisTemplate<String, String>,这块意味着key和value一定都是String的,我在使用的过程中就出现了一些错误。首先初始化两个脚本到程序中,然后调用执行脚本。

[
复制代码

](javascript:void(0);)

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