Java利用Redis实现分布式锁（核心代码实现）

摘要：读完本章您将知道如何利用Redis设计分布式锁

在Java中利用Redis实现分布式锁主要利用jedis API（Jedis类）提供的以下几个方法：

Long setnx(final byte[] key, final byte[] value);

往redis服务器中设置值，如果key已存在，设置失败返回0；如果key不存在，设置成功返回1。

Long expire(final byte[] key, final int seconds)；

给值key设置过期时间单位是秒；

Long ttl(final byte[] key)；

获取值key的过期时间单位秒，如果key不存在返回-2，如果key存在但未设置过期时间返回-1。

Long del(final byte[] key)；

移除值key。

需要用到锁的场景：

对象会被多个线程操作，线程之间的读写操作会互相影响，这样必须保证一个线程操作完之后，另外一个线程才能操作该对象。比如这样一个场景，你办了一张银行卡，同时这张卡关联了一张存折，卡和存折都可以存钱取钱，卡在你手上，存折在你媳妇（假装有媳妇）手里，你往账户存5000元的同时你媳妇去柜台取5000元，原本账户有5000元。假设存钱的动作是先获取账户的钱，然后再加上存进去的钱，再往库里写；取钱的动作是先获取账户的钱，然后再减去取的钱，最后将值重新写到库中，假设没有锁，获取账户的动作是同时的，也就是这两个动作获取的值是一致的，最后导致的结果就是你的账户余额可能是(5000+5000)元或者5000-5000=0元。而这两个结果都不是你跟银行双方想要的，这时候咱们就需要加一把锁，存钱之前先获取锁，存完之后再释放锁，同样取钱也是，取钱的动作之前先获取锁，成功之后再释放锁。

业务代码模拟：

// 获取锁
		Lock lock = this.cache.getLock(key);
		try {
			//业务代码 存钱或者取钱
		} finally {
			// 释放锁，必须写在finally里，避免业务代码抛出异常导致锁没及时被释放
			this.cache.unLock(lock);
		}

Redis获取锁核心代码：

public Lock getLock(String key) {
		return this.getLock(key,-1L);
	}
	
	public Lock getLock(String key,long timeout) {
		return this.getLock(key,System.currentTimeMillis(),timeout);
	}
	
	private final Lock getLock(String key,final long createTime,final long timeout) {
		if (StringUtils.isEmpty(key)) {
			return null;
		}
		// 用Lock封装了一些基础属性，如id、 key、createTime
		// 提供了一些基础方法，如isExpire，默认过期时间为6小时
		Lock lock = new Lock(key);
		while (true) {
			// 调用自定义setNx方法，如果设置成功返回true
			if (this.setNx(lock.getKey(),lock)) {
				// 手动设置过期时间10分钟，避免锁长时间未释放
				this.expire(lock.getKey(),Cache.MINUTE * 10);
				return lock;
			}
			// 如果值未设置成功，获取旧的值Lock对象
			Lock oldLock = this.get(lock.getKey(),Lock.class);
			if (null == oldLock) {
				continue;
			}
			// ttl方法获取值的剩余时间，如果返回-2，表示该值不存在；如果返回-1,表示该值存在但未设置过期时间
			long expireTime = this.ttl(lock.getKey());
			if (expireTime == -2L) {
				continue;
			}
			// 如果值存在，而且已到了默认的6小时过期时间，则手动释放
			if (expireTime == -1L && oldLock.isExpire()) {
				this.unLock(oldLock);
				continue;
			}
			// 如果还剩0继续循环，下一次值能获取成功，即成功获取到锁
			if (expireTime == 0L) {
				continue;
			}
			// 如果想设置的剩余时间大于0，但设置的时间加上创建时间小于当前时间，则返回null，这种值设置成功无意义
			if (timeout > 0L && timeout + createTime <= System.currentTimeMillis()) {
				return null;
			}
			if (timeout == 0L) {
				return null;
			}
			try {
				// 如果第一次未获取到锁，适当让休眠一段时间，减少cpu的轮询次数，提高性能
				Thread.sleep(Math.min(timeout > 0L ? timeout:60L,60L));
			} catch (InterruptedException e) {
				throw new RuntimeException(e.getMessage(),e);
			}
		}
	}

Redis 释放锁代码：

public void unLock(Lock lock) {
		if (null == lock) {
			return;
		}
		if (null == lock.getKey()) {
			return;
		}
		Lock oldLock = this.get(lock.getKey(),Lock.class);
		if (null == oldLock) {
			return;
		}
		if (!lock.equals(oldLock)) {
			return;
		}
		// 移除值
		this.remove(lock.getKey());
	}

Lock对象的isExpire的实现方法是根据创建时间跟当前时间进行比较，如果当前时间减创建时间大于6个小时，则返回true.

Java利用Redis实现分布式锁（核心代码实现）

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