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1 # 居家程式設計師
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2 # 此生唯一
傳統單點應用的執行緒安全問題,因為只涉及到單個應用中多執行緒之間的資源共享,往往透過加鎖synchronized,ReentrantReadWriteLock等手段就能實現共享資源的安全;
但是現在很多大型系統,高併發的量往往較大,整個服務架構也都是設計成分散式架構,原本在單機中的共享資源轉而分佈在了不同的機器上,這個時候鎖也應該相應的升級為分散式鎖;
分散式鎖有多種方式redis,zookeepper等,因為系統中本就用到了redis,就以redis為例:
分散式鎖需要滿足什麼條件呢?
一,互斥:既然是鎖,不能每個客戶端都有吧,那還鎖啥?
二,不能死鎖:讓一個客戶端抱住鎖,永遠不釋放,別的就獲取不到了,那還要分散式系統幹啥?
三,每個客戶端的鎖自己加,自己解;
redis為什麼能作為分散式鎖的選擇呢?本身就是單程序單執行緒的模式,並且提供的命令具有原子性;
一般用來做分散式鎖的方式有1,setnx+getset方式, 2,INCR
1,setnx+getSet方法加鎖:
setnx:(set if not exists)不存在就設定,設定成功為1,已經存在,返回0;
getSet: set新key,並返回原來的value;
虛擬碼如下圖:
場景解釋如下:
第一個執行緒讀到沒有鎖存在,使用lock加鎖,帶上時間戳,超時則釋放鎖,防止死鎖
第二個執行緒讀到鎖存在(setnx==0),進入迴圈,判斷鎖是否在超時時間內,並使用setGet方法把最新的超時時間set進去,(防止超時時間到了,多個執行緒讀到鎖超時,都去釋放的情況),
2,INCR方法加鎖
這個方法會在不存在key的時候,先初始化0,然後加1,返回1;如果key存在,則在執行就會大於1;
所以使用INCR方法加鎖,虛擬碼如下圖:
1,進行加鎖操作;
2,如果鎖不存在,並且加鎖成功,設定過期時間;
3,如果鎖已經存在,檢視是否已經過了過期時間,如果過了,則重新設定。。
當然上述的分散式鎖只在單機redis中安全,如果存在redis叢集,可能會因為宕機,延時等問題,讓鎖不在唯一。需要redis官方推薦的redlock進行加鎖,對此reddssion已經有良好的封裝RedissionLock,建議可直接使用。
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用redis處理高併發是個很常見的方式,因為redis的訪問效率很高(直接訪問記憶體),一般我們會用來處理網站一瞬間的併發量。
那如果要使用redis來進行高併發問題的解決的話,應注意以下幾點:
1、首先我們要先知道,我們在儲存時,應使用redis的setnx方法,不應該使用set方法,因為setnx擁有原子操作命令(正確點說法應該是使用setnx,根據其屬性可以保證共享資源的原子性操作),當資源鎖存在不能設定值,則返回0,而當鎖不存在,則設定鎖,返回1; 但如果使用set方法,則會出現在高併發情況下,程序同時獲取鎖狀態為null,同時設定,鎖之間相互覆蓋,但是倆程序仍在併發執行業務程式碼的情況。
2、為了防止死鎖,我們不應直接使用jedis.setnx(lock, 1) 來進行簡單的加鎖,這樣會導致當程序執行出現問題,鎖未釋放,則其他程序永遠處於阻塞狀態,出現死鎖。 為了避免死鎖,我們在加鎖時帶上時間戳,setnx(lock, 時間戳+超時時間),當發現鎖超時了,便可以對鎖進行重置,避免死鎖。
接下來,實際操作!
設定鎖:
//其中currentTimeMullis為當前時間、valideTime為超時時間,key為資源
//對該資源進行鎖獲取,如果存在鎖則會返回false,不存在則設定值並返回true
boolean lock = redisService.setnx(key, currentTimeMullis+valideTime);
//如果不存在並設定了值,則可以直接返回,因為已經獲取資源鎖成功
//否則,則代表存在這個鎖,則進行鎖是否超時的判斷。獲取該資源的鎖時間,用於判斷是否超時了
String keyTime = redisService.get(key);
if((Long.valueOf(currentTimeMullis)-Long.valueOf(keyTime))>valideTime){
//重新設定成功後也返回,因為獲取鎖成功,可以進行操作啦。
}
//如果以上操作都沒有成功,則返回失敗,代表獲取鎖失敗,不可以進行操作。
釋放鎖:
當對資源處理結束後,則呼叫釋放方法釋放鎖資源
(經提醒,我發現我這裡少了個判斷邏輯...)
String keyLockTime = redisService.get(key);
if(keyLockTime!=null&&keyLockTime.equals(currentTimeMullis+valideTime)){
//此時鎖還由當前執行緒保持則釋放鎖
redisService.del(key);
}else{
//此時說明該資源鎖被其他執行緒重置或釋放,已不再擁有鎖的釋放權
//結束
}