Redis黑马点评学习所遇问题

实现优惠券秒杀一人一单的问题

1.首先，根据数据库进行查询秒杀优惠券下相同用户和秒杀券订单的id是否存在

 Long userId = UserHolder.getUser().getId();//查询订单int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();// 5.2.判断是否存在if (count > 0) {// 用户已经购买过了return Result.fail("用户已经购买过一次！");}

经过jmeter测试后发现，由于多线程的存在，会产生线程不安全的情况

通过查询数据库发现相同用户下了超过1单

2.为了解决多线程问题，我们需要对该查询及后续修改库存下单的操作进行上锁

由于我们是新增操作，无法判断数据库是否修改过，从而无法使用乐观锁

这里选择悲观锁

将查询，判断用户，及减少库存和创建订单等操作封装方法，同时涉及到操作失败等问题需对该方法设置事务，并对该方法加上synchronized

@Transactional
public synchronized Result createVoucherOrder(Long voucherId) {Long userId = UserHolder.getUser().getId();// 5.1.查询订单int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();// 5.2.判断是否存在if (count > 0) {// 用户已经购买过了return Result.fail("用户已经购买过一次！");}// 6.扣减库存boolean success = seckillVoucherService.update().setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1.eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0.update();if (!success) {// 扣减失败return Result.fail("库存不足！");}// 7.创建订单VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();// 7.1.订单idlong orderId = redisIdWorker.nextId("order");voucherOrder.setId(orderId);// 7.2.用户idvoucherOrder.setUserId(userId);// 7.3.代金券idvoucherOrder.setVoucherId(voucherId);save(voucherOrder);// 7.返回订单idreturn Result.ok(orderId);
}

3.但该方法我们可以知道锁的是整个方法，对所有对象都进行上锁锁的粒度太大，性能低

所有这个地方我们对相同用户进行上锁，并对代码块将用户操作锁定

intern() 这个方法是从常量池中拿到数据，如果我们直接使用userId.toString() 他拿到的对象实际上是不同的对象，new出来的对象，我们使用锁必须保证锁必须是同一把，所以我们需要使用intern()方法

@Transactional
public  Result createVoucherOrder(Long voucherId) {Long userId = UserHolder.getUser().getId();synchronized(userId.toString().intern()){// 5.1.查询订单int count = query().eq("user_id", userId).eq("voucher_id", voucherId).count();// 5.2.判断是否存在if (count > 0) {// 用户已经购买过了return Result.fail("用户已经购买过一次！");}// 6.扣减库存boolean success = seckillVoucherService.update().setSql("stock = stock - 1") // set stock = stock - 1.eq("voucher_id", voucherId).gt("stock", 0) // where id = ? and stock > 0.update();if (!success) {// 扣减失败return Result.fail("库存不足！");}// 7.创建订单VoucherOrder voucherOrder = new VoucherOrder();// 7.1.订单idlong orderId = redisIdWorker.nextId("order");voucherOrder.setId(orderId);// 7.2.用户idvoucherOrder.setUserId(userId);// 7.3.代金券idvoucherOrder.setVoucherId(voucherId);save(voucherOrder);// 7.返回订单idreturn Result.ok(orderId);}
}

4.但是以上代码还是存在问题，问题的原因在于当前方法被spring的事务控制，如果你在方法内部加锁，可能会导致当前方法事务还没有提交，但是锁已经释放也会导致问题，所以我们选择将当前方法整体包裹起来，确保事务不会出现问题

        Long userId = UserHolder.getUser().getId();synchronized (userId.toString().intern()){return createVoucherOrder(voucherId);}

5.通过上面这种方法，我们会发现他返回的是通过当前对象进行调用，事务是通过spring进行代理通过代理对象进行调用的，事务想要生效，还得利用代理来生效，所以这个地方，我们需要获得原始的事务对象， 来操作事务

 Long userId = UserHolder.getUser().getId();synchronized (userId.toString().intern()){IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();return proxy.createVoucherOrder(voucherId);}

引入所需依赖

<dependency><groupId>org.aspectj</groupId><artifactId>aspectjweaver</artifactId></dependency>

在启动项中暴露代理对象

@EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy = true)

单机项目下，成功解决一人一单问题

集群下产生并发安全问题

1. 模拟集群下环境

配置不同端口后台，模拟集群

对服务ctrl+D进入配置

配置nginx的conf文件

对端口8082实现反向代理

重启nginx服务

nginx.exe -s -reload

2. 集群环境下产生的问题

由于多个服务拥有不同jvm对锁的监听各不相同，导致单体项目的锁失效

分布式锁

1.原理

2.实现

3.基于redis实现

核心在于将锁的监听机制放置在redis中，各个线程根据redis中setnx进行判断

设置锁接口

public interface ILock {/*** 尝试获取锁* @param timeoutSec* @return true代表获取成功 false代表失败*/boolean tryLock(long timeoutSec);/*** 释放锁*/void unlock();
}

创建锁的实现类SimpleRedisLock

public class SimpleRedisLock implements ILock{private String name;@Resourceprivate StringRedisTemplate stringRedisTemplate;public SimpleRedisLock(String name, StringRedisTemplate stringRedisTemplate) {this.name = name;this.stringRedisTemplate = stringRedisTemplate;}private static final String KEY_PREFIX="lock:";@Overridepublic boolean tryLock(long timeoutSec) {//获得线程的标识long threadId = Thread.currentThread().getId();Boolean success = stringRedisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(KEY_PREFIX + name, threadId + "", timeoutSec, TimeUnit.SECONDS);//返回值是boolean，此时是包装类避免空指针，使用Boolean.TRUE.equals判断返回值，为true返回true null和false都返回falsereturn Boolean.TRUE.equals(success);}@Overridepublic void unlock() {Boolean delete = stringRedisTemplate.delete(KEY_PREFIX + name);}
}

修改对应业务代码实现redis分布式锁

        // 5.1.用户idLong userId = UserHolder.getUser().getId();//创建锁对象(新增代码)SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate);//获取锁对象boolean isLock = lock.tryLock(1200);//加锁失败if (!isLock) {return Result.fail("不允许重复下单");}try {IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();return proxy.createVoucherOrder(voucherId);} finally {lock.unlock();}

4.锁误删情况

逻辑说明：

持有锁的线程在锁的内部出现了阻塞，导致他的锁自动释放，这时其他线程，线程2来尝试获得锁，就拿到了这把锁，然后线程2在持有锁执行过程中，线程1反应过来，继续执行，而线程1执行过程中，走到了删除锁逻辑，此时就会把本应该属于线程2的锁进行删除，这就是误删别人锁的情况说明

解决方案：解决方案就是在每个线程释放锁的时候，去判断一下当前这把锁是否属于自己，如果属于自己，则不进行锁的删除，假设还是上边的情况，线程1卡顿，锁自动释放，线程2进入到锁的内部执行逻辑，此时线程1反应过来，然后删除锁，但是线程1，一看当前这把锁不是属于自己，于是不进行删除锁逻辑，当线程2走到删除锁逻辑时，如果没有卡过自动释放锁的时间点，则判断当前这把锁是属于自己的，于是删除这把锁。

需求：修改之前的分布式锁实现，满足：在获取锁时存入线程标示（可以用UUID表示）在释放锁时先获取锁中的线程标示，判断是否与当前线程标示一致

• 如果一致则释放锁

• 如果不一致则不释放锁

核心逻辑：在存入锁时，放入自己线程的标识，在删除锁时，判断当前这把锁的标识是不是自己存入的，如果是，则进行删除，如果不是，则不进行删除。

修改锁实现代码

加锁操作：

使用UUID拼接线程号避免集群中JVM线程雷同情况

private static final String ID_PREFIX = UUID.randomUUID().toString(true) + "-";
@Override
public 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);
}

释放锁

public 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);}
}

此方法虽然看似解决了锁误删的情况，但是在判断锁和释放锁为2个步骤，如果之间出现了阻塞，无法保证原子性，也可能出现误删情况

线程1现在持有锁之后，在执行业务逻辑过程中，他正准备删除锁，而且已经走到了条件判断的过程中，比如他已经拿到了当前这把锁确实是属于他自己的，正准备删除锁，但是此时他的锁到期了，那么此时线程2进来，但是线程1他会接着往后执行，当他卡顿结束后，他直接就会执行删除锁那行代码，相当于条件判断并没有起到作用，这就是删锁时的原子性问题，之所以有这个问题，是因为线程1的拿锁，比锁，删锁，实际上并不是原子性的，我们要防止刚才的情况发生

5. Lua脚本解决多条命令原子性问题

Redis提供了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。

这里重点介绍Redis提供的调用函数，语法如下：

redis.call('命令名称', 'key', '其它参数', ...)
例如，我们要执行set name jack，则脚本是这样：
# 执行 setnamejack
redis.call('set', 'name', 'jack')
例如，我们要先执行set name Rose，再执行get name，则脚本如下：
# 先执行 setnamejack
redis.call('set', 'name', 'Rose')
# 再执行 getname
localname = redis.call('get', 'name')
# 返回
returnname

写好脚本以后，需要用Redis命令来调用脚本，调用脚本的常见命令如下

如果脚本中的key、value不想写死，可以作为参数传递。key类型参数会放入KEYS数组，其它参数会放入ARGV数组，在脚本中可以从KEYS和ARGV数组获取这些参数：

接下来我们来回一下我们释放锁的逻辑：

释放锁的业务流程是这样的

1、获取锁中的线程标示

2、判断是否与指定的标示（当前线程标示）一致

3、如果一致则释放锁（删除）

4、如果不一致则什么都不做

如果用Lua脚本来表示则是这样的：

最终我们操作redis的拿锁比锁删锁的lua脚本就会变成这样

-- 这里的 KEYS[1] 就是锁的key，这里的ARGV[1] 就是当前线程标示
-- 获取锁中的标示，判断是否与当前线程标示一致
if (redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1]) then-- 一致，则删除锁return redis.call('DEL', KEYS[1])
end
-- 不一致，则直接返回
return 0

1. 通过java代码实现

先初始化脚本信息

通过ClassPathResource确定脚本路径

调用execute执行redis脚本

1. 参数分别对应脚本名称（此处选择先静态初始化脚本，避免在多线程在释放锁时反复调用io流加载脚本）

2. 对应lua脚本中的KEYS[1]，因为KEYS[1]是数组所以使用Collections.singletonList将读到的线程号放入数组中

3. 对应lua脚本中的ARGV[1]

//初始化脚本信息private static final DefaultRedisScript<Long> UNLOCK_SCRIPT;static {UNLOCK_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>();UNLOCK_SCRIPT.setLocation(new ClassPathResource("unlock.lua"));
//返回类型UNLOCK_SCRIPT.setResultType(Long.class);}public void unlock() {stringRedisTemplate.execute(UNLOCK_SCRIPT, Collections.singletonList(KEY_PREFIX + name),ID_PREFIX + Thread.currentThread().getId());}

总结

分布式锁redisson

1.基于setnx实现的分布式锁存在下面的问题：

重入问题：重入问题是指 获得锁的线程可以再次进入到相同的锁的代码块中，可重入锁的意义在于防止死锁，比如HashTable这样的代码中，他的方法都是使用synchronized修饰的，假如他在一个方法内，调用另一个方法，那么此时如果是不可重入的，不就死锁了吗？所以可重入锁他的主要意义是防止死锁，我们的synchronized和Lock锁都是可重入的。

不可重试：是指目前的分布式只能尝试一次，我们认为合理的情况是：当线程在获得锁失败后，他应该能再次尝试获得锁。

超时释放：我们在加锁时增加了过期时间，这样的我们可以防止死锁，但是如果卡顿的时间超长，虽然我们采用了lua表达式防止删锁的时候，误删别人的锁，但是毕竟没有锁住，有安全隐患

主从一致性： 如果Redis提供了主从集群，当我们向集群写数据时，主机需要异步的将数据同步给从机，而万一在同步过去之前，主机宕机了，就会出现死锁问题。

那么什么是Redission呢

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，其中就包含了各种分布式锁的实现。

Redission提供了分布式锁的多种多样的功能

2.快速入门

配置pom文件导入依赖

<dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson</artifactId><version>3.13.6</version>
</dependency>

编写redisson配置文件

@Configuration
public class RedissonConfig {@Beanpublic RedissonClient redissonClient(){// 配置Config config = new Config();config.useSingleServer().setAddress("redis://XXX.XX").setPassword("111111");// 创建RedissonClient对象return Redisson.create(config);}
}

修改业务代码

//使用redisson实现分布式锁
//getLock参数为锁名称 也叫锁对象RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);boolean isLock = lock.tryLock();

需要注意的是tryLock有默认值

参数分别为