springboot+redis分布式锁-模拟抢单
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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