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黑马点评-分布式锁Lua脚本

news 2025/5/27 7:58:48

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- - - 分布式锁
    - - Redis setnx
        redis锁误删
        Lua脚本

分布式锁

当我们的项目服务器不只是一台（单体），而是部署在多态服务器上（集群/分布式），同样会出现线程安全问题。不同服务器内部有不同的JVM，每个JVM里面有不同的锁监视器，每一个锁都可以有一个线程获取。

在这里插入图片描述

所以我们要想办法让多个JVM共享同一个锁监视器。

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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，主要有3种方式：

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MySQL:

利用数据库的 唯一索引约束 或行锁特性，确保同一时刻只有一个进程能获取锁。

//创建锁
CREATE TABLE distributed_lock (id INT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,lock_key VARCHAR(64) UNIQUE, -- 唯一约束owner VARCHAR(64),          -- 锁持有者标识expire_time DATETIME        -- 锁过期时间
);//获取锁
-- 尝试插入锁记录（唯一键冲突则失败）
INSERT INTO distributed_lock (lock_key, owner, expire_time) 
VALUES ('resource_lock', 'client_123', NOW() + INTERVAL 30 SECOND);
//若插入成功，表示获取锁；若失败（唯一键冲突），则锁被其他进程占用。//释放锁
DELETE FROM distributed_lock 
WHERE lock_key = 'resource_lock' AND owner = 'client_123';//锁超时处理：
DELETE FROM distributed_lock WHERE expire_time < NOW();

Redis

利用 Redis 的setnx实现锁的互斥性和自动过期。

SETNX key value

指定的key不存在时，将key的值设为value，如果设置成功返回1，如果key已经存在，就不做任何操作，返回0。

多个客户端同时尝试设置同一个key，只有一个能成功获取锁（非阻塞：没获取到就放弃而不是等待），从而获得锁。

也给锁设置过期时间，到时间自动释放，避免死锁发生
Zookeeper:

利用 ZooKeeper 的 临时顺序节点 实现锁的互斥和自动释放。

有序性：线程来，每次创建一个临时节点，节点IP递增，约定id最小的哪个算他获取锁成功。

唯一性：所有线程都创建相同名称的节点，同样也只有一个能获取成功。

这个知识点就不在这里展开讲述。

我们采用redis:

Redis setnx

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public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {this.name = name;this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;}private boolean tryLock(long timeoutSec) {// 获取线程标示String threadId = Thread.currentThread().getId();// 获取锁Boolean flag = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);return BooleanUtil.isTrue(flag);}private void unlock(String key) {stringRedisTemplate.delete(key);}

这里为什么返回的是BooleanUtil.isTrue(flag)而不直接是flag？

Boolean是一个包装类，它可以是true、false或者null。

setIfAbsent操作在成功设置键时返回true，如果键已经存在则返回false，redis连接异常时，可能会返回null。

当flag为null时，自动拆箱（Boolean->boolean）会抛出NullPointerException。

BooleanUtil.isTrue：用于安全地将Boolean对象转换为boolean值，处理null的情况，例如，当flag为null时，该方法会返回false。

代码：

 // 5.一人一单Long userId = UserHolder.getUser().getId();// 创建锁对象SimpleRedisLock redisLock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate);// 尝试获取锁boolean isLock = redisLock.tryLock(1200);// 判断if(!isLock){// 获取锁失败，直接返回失败或者重试return Result.fail("不允许重复下单！");}try {//略} finally {// 释放锁redisLock.unlock();}

redis锁误删

在某些情况下，上面也会出现问题：

当线程1获取到redis锁后由于某种原因阻塞时间过长，时间超过了redis设置的过期时间，那么redis锁自动释放。这个时候线程2来获取这个锁成功了，这个时候线程1的业务完成了，线程1就直接把这个redis锁给释放了，而线程2还在执行自己的业务，这是线程3也来获取锁成功，也执行业务，可能再次发生线程安全问题。

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所以我们的解决方案就是：在释放锁之前通过线程标识查看是否是自己的锁

在这里插入图片描述

代码：

//使用UUID(不同JVM,UUID不同)
private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {this.name = name;this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;}@Overridepublic boolean tryLock(long timeoutSec) {// 获取线程标示String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();// 获取锁Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId, timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);return Boolean.TRUE.equals(success);}@Overridepublic void unlock() {// 获取线程标示String threadId = ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId();// 获取锁中的标示String id = stringRedisTemplate.opsForValue().get(KEY_PREFIX + name);// 判断标示是否一致if(threadId.equals(id)) {// 释放锁stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);}}

Lua脚本

但是，同样也存在问题：当线程1判断了锁是自己的后，要准备释放这个锁的时候发生了阻塞（JVM内部垃圾回收），锁过期，线程2来获得，线程1恢复正常后直接就释放锁。

所以，我们要确保判断+释放锁是一个原子性操作。

Redis提供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。

Lua 教程 | 菜鸟教程

静态脚本：
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不写死的话，用参数：

在这里插入图片描述

Lua如何结合到java里：

创建脚本

在这里插入图片描述

-- 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

读取脚本文件

private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;static {UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua"));UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class);}

execute()调用脚本

@Overridepublic void unlock() {// 调用lua脚本stringRedisTemplate.execute(UNLOCK_SCRIPT,Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name),ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());}