借助Redis锁，完美解决高并发秒杀问题
场景：一家网上商城做商品限量秒杀。
1 单机环境下的锁(线程锁)
将商品的数量存到Redis中。每个用户抢购前都需要到Redis中查询商品数量（代替mysql数据库。不考虑事务），如果商品数量大于0，则证明商品有库存。然后我们在进行库存扣减和接下来的操作。
因为多线程并发问题，我们不得不在get()方法内部使用同步代码块。这样可以保证查询库存和减库存操作的原子性。
package springbootdemo.demo.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
synchronized (this) {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("抢到了" + count + "号商品");
}return "";
}
}
}
synchronized作用：
当两个并发线程(thread1和thread2)访问同一个对象(syncThread)中的synchronized代码块时，在同一时刻只能有一个线程得到执行，另一个线程受阻塞，必须等待当前线程执行完这个代码块以后才能执行该代码块。Thread1和thread2是互斥的，因为在执行synchronized代码块时会锁定当前的对象，只有执行完该代码块才能释放该对象锁，下一个线程才能执行并锁定该对象。
2 分布式情况下使用Redis锁。
但是由于业务上升，并发数量变大。公司不得不将原有系统复制一份，放到新的服务器。然后使用nginx做负载均衡。为了模拟高并发环境这里使用了 Apache JMeter工具。
很明显，现在的线程锁不管用了。于是我们需要换一把锁，这把锁必须和两套系统没有任何的耦合度。
使用Redies的API如果key不存在，则设置一个key。这个key就是我们现在使用的一把锁。每个线程到此处，先设置锁，如果设置锁失败，则表明当前有线程获取到了锁，就返回。
最后我们为了减库存和其他业务抛出异常，而没有释放锁。把释放锁的操作放到了finally代码块中。看起来是比较完美了。
package springbootdemo.demo.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "");
if (!phoneLock) {
return "";
}
try{
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("抢到了" + count + "号商品");
}
}finally {
// 如果刚好在这里 异常或者服务器宕机，导致无法释放锁
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
setIfAbsent 和 setnx:
如果为空就set值，并返回1
如果存在(不为空)不进行操作，并返回0；
很明显，比get和set要好。因为先判断get，再set的用法，有可能会重复set值。
3 一台服务宕机，导致无法释放锁
如果try中抛出了异常，进入finally,这把锁依然会释放，不会影响其他线程获取锁，那么如果在finally也抛出了异常，或者在finally中服务直接关闭了，那其他的服务再也获取不到锁。最终导致商品卖不出去。
package springbootdemo.demo.controller;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
int i = 0;
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "");
if (!phoneLock) {
return "";
}
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
i = count;
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("抢到了" + count + "号商品");
}
} finally {
if (i == 20) {
System.exit(0);
}
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
4 给每一把锁加上过期时间
问题就出现在如果出现意外，这把锁无法释放。这里我们在引入Redis的API，对key进行过期时间的设置。这样如果拿到锁的线程，在任何情况下没有来得及释放锁，当Redis的key时间到，也会自动释放锁。但是这样还是存在问题
如果在key过期后，锁释放了，但是当前线程没有执行完毕。那么其他线程就会拿到锁，继续抢购商品，而这个较慢的线程则会在执行完毕后，释放别人的锁。导致锁失效!
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "", 3, TimeUnit.SECONDS);
if (!phoneLock) {
return "";
}
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
try {
Thread.sleep(99999999999L);
} catch (Exception e) {
}
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("抢到了" + count + "号商品");
}
} finally {
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
5 延长锁的过期时间，解决锁失效
问题的出现就是，当一条线程的key已经过期，但是这个线程的任务确确实实没有执行完毕，这个交易没有结束。但是锁没了。现在我们必须对锁的时间进行延长。在判断商品有库存时，第一时间创建一个线程不停的给key续命。
防止key过期。然后在交易结束后，停止定时器，释放锁。
@RestController
public class RedisLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@GetMapping(value = "buy")
public String get() {
Boolean phoneLock = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent("phoneLock", "", 3, TimeUnit.SECONDS);
if (!phoneLock) {
return "";
}
Timer timer = null;
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
timer = new Timer();
timer.schedule(new TimerTask() {
@Override
public void run() {
redisTemplate.opsForValue().set("phoneLock", "", 3, TimeUnit.SECONDS);
}
}, 0, 1);
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("抢到了" + count + "号商品");
}
} finally {
if (timer != null) {
timer.cancel();
}
redisTemplate.delete("phoneLock");
}
return "";
}
}
6 使用Redisson简化代码
在步骤5我们的代码已经很完善了，不会出现高并发问题。但是代码确过于冗余，我们为了使用Redis锁，我们需要设置一个定长的key，然后当购买完成后，将key删除。但为了防止key提前过期，我们不得不新增一个线程执行定时任务。
下面我们可以使用Redissson框架简化代码。getLock()方法代替了Redis的setIfAbsent()，lock()设置过期时间。最终我们在交易结束后释放锁。延长锁的操作则有Redisson框架替我们完成，它会使用轮询去查看key是否过期，
在交易没有完成时，自动重设Redis的key过期时间
@RestController
public class RedissonLock {
@Autowired
private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;
@Autowired
private Redisson redisson;
@GetMapping(value = "buy2")
public String get() {
RLock phoneLock = redisson.getLock("phoneLock");
phoneLock.lock(3, TimeUnit.SECONDS);
try {
String phone = redisTemplate.opsForValue().get("phone");
Integer count = Integer.valueOf(phone);
if (count > 0) {
redisTemplate.opsForValue().set("phone", String.valueOf(count - 1));
System.out.println("抢到了" + count + "号商品");
}
} finally {
phoneLock.unlock();
}
return "";
}
}
