Redis分布式鎖的三種方式，實現Java高并發編程
作者：學研君
選擇使用純Redis、Lua還是Redisson，很大程度上取決于應用程序的具體要求、對Redis和Lua的熟悉程度以及可以接受的抽象級別。
隨著軟件開發領域的不斷發展，并發已成為一個重要的方面，特別是在資源在多個進程之間共享的分布式系統中。
在Java中，管理并發是確保數據一致性和防止競爭條件的關鍵。
Redis作為一個強大的內存數據存儲庫，為Java應用程序提供了一種高效的實現分布式鎖的方法。
在本文中，我們將探索通過Redis利用分布式鎖的3種方法。
1. 純Redis命令
使用Redis實現分布式鎖的最簡單方法是使用SETNX（如果不存在則設置）命令。
該命令僅在鍵不存在時設置一個給定值的鍵。
通過使用SETNX，我們可以通過在Redis中設置一個代表鎖的唯一鍵來創建鎖。如果鍵成功設置，則獲取鎖；否則，另一個進程將持有該鎖。
代碼示例：
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class RedisLockWithoutLua {
public boolean acquireLock(Jedis jedis, String lockKey, String identifier, int lockExpire) {
long acquired = jedis.setnx(lockKey, identifier);
if (acquired == 1) {
// 鎖已獲取，設置過期時間以避免死鎖
jedis.expire(lockKey, lockExpire);
return true;
}
return false;
}
public void releaseLock(Jedis jedis, String lockKey, String identifier) {
if (identifier.equals(jedis.get(lockKey))) {
jedis.del(lockKey);
}
}
}優點：
- 簡單性：使用SETNX命令直接明了，不需要掌握Lua腳本知識。
缺點：
- 原子性不足：SETNX命令后跟的expire不是原子操作，如果應用程序在SETNX之后崩潰，這可能會導致鍵被設置但永遠不會過期的問題。
2. 使用Lua腳本的Redis
雖然SETNX命令適用于基本場景，但它也有一些局限性，例如在設置鍵及其過期時間時缺乏原子性。
為了解決這個問題，我們可以在Redis中使用Lua腳本，這使我們能夠在服務器上原子性地執行腳本。
代碼示例：
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class RedisLockWithLua {
public boolean acquireLock(Jedis jedis, String lockKey, String identifier, int lockExpire) {
String luaScript = "if redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then " +
"return redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[2]) " +
"else return 0 end";
Object result = jedis.eval(luaScript, 1, lockKey, identifier, String.valueOf(lockExpire));
return "1".equals(result.toString());
}
public void releaseLock(Jedis jedis, String lockKey, String identifier) {
String luaScript = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
"return redis.call('del', KEYS[1]) " +
"else return 0 end";
jedis.eval(luaScript, 1, lockKey, identifier);
}
}優點：
- 原子操作：Lua腳本在Redis中以原子方式執行，防止了設置鍵和設置過期時間之間的競爭條件。
- 復雜邏輯處理：Lua腳本可以在一次往返服務器的過程中處理更復雜的邏輯，從而減少網絡延遲。
- 一致性：使用Lua腳本可確保命令以塊的形式發送和執行，從而提高一致性。
缺點：
- 額外復雜性：需要掌握Lua腳本知識，增加了開發過程的復雜性。
- 腳本管理：需要管理和維護額外的腳本代碼，這可能會很麻煩。
- 性能開銷：盡管微乎其微，但與簡單的Redis命令相比，執行Lua腳本可能會增加少量開銷。
3. Redisson
Redisson是一個高級Redis Java客戶端，提供了許多分布式Java對象和服務，包括分布式鎖。
它抽象了底層的Redis命令，并提供了一個簡單的API進行操作。
代碼示例：
import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
public class RedisLockWithRedisson {
public void executeWithLock(RedissonClient redisson, String lockKey) {
redisson.getLock(lockKey).lock();
try {
// 關鍵代碼段在這里
} finally {
redisson.getLock(lockKey).unlock();
}
}
}
public class Main {
public static void main(String[] args) {
Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
RedisLockWithRedisson redisLock = new RedisLockWithRedisson();
redisLock.executeWithLock(redisson, "myLock");
}
}也許這個例子并不是一個很好的示例，但我想大家已經明白了這個概念，應該對其進行更多的封裝。
在這個示例中，使用RedissonClient獲取了一個鎖對象，該對象用于鎖定和解鎖關鍵代碼段。
Redisson處理了如何在Redis中管理鎖的細節，使其成為實現分布式鎖的一個方便而強大的選擇。
優點：
- 高級抽象：Redisson提供了一個簡單直觀的API，抽象掉底層的Redis命令。
- 功能豐富：提供了許多附加功能和分布式數據結構，適合復雜應用。
缺點：
- 額外依賴：為項目增加了額外的庫，對于簡單用例而言可能不必要。
- 控制較少：高級抽象意味著對底層Redis命令和鎖管理的控制較少。
- 性能開銷：雖然Redisson已高度優化，但與原始Redis命令相比，額外的抽象層可能會帶來一些性能開銷。
4. 結語
總之，選擇使用純Redis、Lua還是Redisson，很大程度上取決于應用程序的具體要求、對Redis和Lua的熟悉程度以及可以接受的抽象級別。
每種方法都有其利弊，了解這些利弊將有助于你做出最適合項目需求的明智決策。
責任編輯：武曉燕
來源：
Java學研大本營
