Redission 分布式锁框架

Redis6总纲

https://www.jianshu.com/p/901dc5a0c683

文档

https://github.com/redisson/redisson/wiki/Table-of-Content

JUC

学过juc可以和 redission 无缝衔接
https://www.jianshu.com/p/aa02b491afba

目录

1、构建项目
2、看门狗原理如何解决死锁
3、读写锁
4、信号量
5、闭锁
6、分布式锁解决缓存一致性问题

概述

Redisson是一个在Redis的基础上实现的Java驻内存数据网格(In-Memory Data Grid)。它不仅提供了一系列的分布式的Java常用对象,还提供了许多分布式服务。其中包括(BitSet, Set, Multimap, SortedSet, Map, List, Queue, BlockingQueue, Deque, BlockingDeque, Semaphore, Lock, AtomicLong, CountDownLatch, Publish / Subscribe, Bloom filter, Remote service, Spring cache, Executor service, Live Object service, Scheduler service) Redisson提供了使用Redis的最简单和最便捷的方法。Redisson的宗旨是促进使用者对Redis的关注分离(Separation of Concern),从而让使用者能够将精力更集中地放在处理业务逻辑上。

一、项目搭建

1、坐标引入

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.12.0</version>
</dependency>

2、配置

单节点配置

package com.kk.springbootredis.config;
import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import java.io.IOException;
@Configuration
public class RedissonConfig {
    /*
     * @Description:    所有对 Redisson的使用都是通过 RedissonClient对象
     * @Author:         阿K
     * @CreateDate:     2021/12/16 21:34
     * @Param:          []
     * @Return:         org.redisson.api.RedissonClient
    **/
    @Bean(destroyMethod = "shutdown")
    RedissonClient redisson() throws IOException {

        // 1、创建配置
        Config config = new Config ( );
        config.useSingleServer ().setAddress ("redis://106.52.23.202:6379");
    // 集群模式
    // useClusterServers ( )
    //.addNodeAddress ("redis://127.0.0.1:7004", "redis://127.0.0.1:7001");
    // 密码设置
    //.setPassword ("abc123456");

        // 2、根据 Config 实例创建出 RedissonClient 对象
        return Redisson.create (config);
    }
}

以下两种为官网提供的参考:

1、单节点
// 默认连接地址 127.0.0.1:6379
RedissonClient redisson = Redisson.create();

Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("myredisserver:6379");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
2、集群
Config config = new Config();
config.useClusterServers()
    .setScanInterval(2000) // 集群状态扫描间隔时间,单位是毫秒
    //可以用"rediss://"来启用SSL连接
    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7000", "redis://127.0.0.1:7001")
    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7002");

RedissonClient redisson = Redisson.create(config);

二、第一个Demo

官网:


image.png

1、第一个 demo

@Controller
public class TestRedissonClient {
    @Autowired
    RedissonClient redisson;

    @ResponseBody
    @GetMapping("/hello")
    public String hello(){
        // 1、获取一把锁,只要锁的名字一样,既是同一把锁
        RLock lock = redisson.getLock ("my-lock");

        // 2、加锁
        lock.lock ();// 阻塞式等待

        try {
            System.out.println ("加锁成功,执行业务..."+Thread.currentThread ().getId () );
            // 模拟超长等待
            Thread.sleep (20000);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace ( );
        }finally {
            // 3、解锁
            System.out.println ("释放锁..."+Thread.currentThread ().getId () );
            lock.unlock ();
        }
        return "hello";
    }
}

发送两个请求


image.png

打印结果

加锁成功,执行业务...80
释放锁...80
加锁成功,执行业务...81
释放锁...81

二、看门狗原理

1、模拟两个服务,A服务闪掉还没释放锁的情况

A服务先运行,在运行B服务,还没释放A的是否,A就挂了,锁也还没释放,会不会死锁呢??

image.png

启动两台,8080,8081(闪断--手动关闭)


image.png

发现80没有因为81没有释放而导致死锁,因为底层有看门狗机制。

追溯源码:自旋,不断尝试获取锁


image.png

2、默认 lock() 小结

(1)默认指定锁时间为30s(看门狗时间)
(2)锁的自动续期:若是业务超长,运行期间自动给锁上新的 30s,不用担心业务时间过长,锁就自动过期
(3)加锁的业务只要运行完成,就不会给当前锁续期,及时不手动解锁,锁默认在30s 后自动删除。

3、指定时间 lock() --- 【推荐写法】

// 10s自动解锁,指定时间一定要大于业务时间(不然会报错,没把握就不要用)
lock.lock (10, TimeUnit.SECONDS);

4、指定时间 lock() 小结

问题:在锁到的时候,不会自动续期。
(1)如果我们传递了锁的超时时间,就发送给 redis执行脚本,进行占锁,默认的超时时间既我们指的时间
(2)若是未指定锁的超时时间,就使用 30*1000【LockWatchdogTimeout看门狗的默认时间】
(3)只要占锁成功,就会启动一个定时任务【重新给锁设置过期时间,新的过期时间就是看门狗的默认时间】,每隔 10 s都会自动再次续到30s, internallockLeaseTime【看门狗时间/3s】

三、读写锁

1、代码

    @Autowired
    RedissonClient redisson;
    @Autowired
    RedisTemplate redisTemplate;


    // 并发写测试
    @GetMapping("write")
    @ResponseBody
    public String writeValue(){
        RReadWriteLock myLock = redisson.getReadWriteLock ("my_lock");
        RLock rLock = myLock.writeLock ( );
        rLock.lock ();
        String s = "";
        try {
            System.out.println ("写锁加锁成功..."+Thread.currentThread ().getId () );
            s= UUID.randomUUID ().toString ();
            TimeUnit.SECONDS.sleep (30);
            redisTemplate.opsForValue ().set ("writeValue",s);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace ( );
        }
        finally {
            System.out.println ("写锁解锁成功..."+Thread.currentThread ().getId () );
            rLock.unlock ();
        }
        return s;
    }
    // 并发读测试
    @GetMapping("read")
    @ResponseBody
    public String readValue(){
        RReadWriteLock myLock = redisson.getReadWriteLock ("my_lock");
        RLock rLock = myLock.readLock ( );
        rLock.lock ();
        String s = "";
        try {
            System.out.println ("读锁加锁成功..."+Thread.currentThread ().getId () );
            s = (String) redisTemplate.opsForValue ().get ("writeValue");
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace ( );
        }finally {
            System.out.println ("读锁解锁成功..."+Thread.currentThread ().getId () );
            rLock.unlock ();
        }
        return s;
    }

2、结论
保证一定能读到最新数据,修改期间,写锁是一个排它锁(互斥锁)。读锁是一个共享锁
(1)读+读:相当于无锁,并发读情况下,只会在 redis 中记录好,所有当前的读锁,他们都会加锁成功。
(2)写+读:等待写锁释放
(3)写+写:阻塞方式
(4)读+写:有读锁,写也需要等待

只要有写的存在,都必须等待

四、信号量

    /**
     * 车库停车:
     * 信号量也可以做分布式限流
     * @return
     */
    @GetMapping("/park")
    public String park()throws Exception{
        RSemaphore park = redisson.getSemaphore ("park");

        // 获取一个信号,获取一个值,占一个车位
        //park.acquire ();
        //park.acquire (23);// 占用23个

        // 如果有数量则占用,没有则失败
        boolean b = park.tryAcquire ( );
        if (b){
            // 执行业务
        }else {
            return "没有可以占用的,失败";
        }
        return "占用成功,当前剩余车可占用量:"+park.availablePermits ();
    }



    @GetMapping("/go")
    public String go(){
        RSemaphore park = redisson.getSemaphore ("park");
        //park.release ();// 开发一个车位
        park.release (30);// 开发 30个车位
        return "增加车位成功";
    }

五、闭锁

    /**
     * 模拟 5 个班级人走完,学校放假(闭校)
     * @return
     * @throws Exception
     */
    @GetMapping("lockDoor")
    public String lockDoor()throws Exception{
        RCountDownLatch door = redisson.getCountDownLatch ("door");
        door.trySetCount (5);
        door.await ();// 等待闭锁都完成
        return "放假了";
    }

    @GetMapping("/gogo/{id}")
    public String gogo(@PathVariable("id")String id){
        RCountDownLatch door = redisson.getCountDownLatch ("door");
        door.countDown ();// 计数-1
        long count = door.getCount ( );
        return id+"班走完,剩余:"+count;
    }

六、分布式锁解决缓存一致性问题

1、redisson底层的每个锁 api调用都是使用 lua脚本(保证原子性)

image.png

2、锁的粒度:越细越快,越粗越慢

就是锁的名字不要尽量不要相同,比如一个接口的写锁大并发(100W),一个接口写锁小并发(1000),他们若是同一把锁,1000的并发可能要等100W的并发执行完成,所以设置锁名字要避免相同。

3、缓存一致性问题

缓存和数据库如何保持一致性
(1)双写模式
(2)失效模式

4、双写模式

既数据库改完,再改缓存


image.png

双写模式和失效模式在大并发下都会有问题:
问题:会有脏数据
方案一:加锁
方案二:若是允许延迟(今天更新的数据明天展示,或者几分钟几小时延迟),设置过期时间 (建议)

5、失效模式

将数据库改完,再将缓存删掉,等待下次主动查询在进行更新

image.png
image.png

问题:会有读写,脏数据
方案一:加锁
方案二:如果经常写,少读,不如直接数据库操作,去掉缓存层。

6、方案

无论是双写模式还是失效模式,都会导致缓存的不一致问题。即多个实例同时更新会出事。怎么办?
(1)如果是用户纬度数据(订单数据、用户数据),这种并发几率非常小,不用考虑这个问题,缓存数据加上过期时间,每隔一段时间触发读的主动更新即可
(2)如果是菜单,商品介绍等基础数据,也可以去使用canal订阅binlog的方式。
(3)缓存数据+过期时间也足够解决大部分业务对于缓存的要求。
(4)通过加锁保证并发读+写,写+写的时候按顺序排好队。读读无所谓。所以适合使用读写锁。(业务不关心脏数据,允许临时脏数据可忽略)

总结:
(1)我们能放入缓存的数据本就不应该是实时性、一致性要求超高的。所以缓存数据的时候加上过期时间,保证每天拿到当前最新数据即可。
(2)我们不应该过度设计,增加系统的复杂性
(3)遇到实时性、一致性要求高的数据,就应该查数据库,即使慢点。

7、Canal(阿里) 解决缓存一致性问题

需要上大数据系统衔接电商的时候


image.png

缓存读写一致性框架(Spring Cache)

参考博客

https://blog.csdn.net/weixin_44565095/article/details/100598965

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