Redis分布式锁----乐观锁的实现，以秒杀系统为例

短命女 2021-09-12 05:50 269阅读 0赞

摘要：本文使用redis来实现乐观锁，并以秒杀系统为实例来讲解整个过程。

本文源码请在这里下载：[https://github.com/appleappleapple/DistributeLearning][https_github.com_appleappleapple_DistributeLearning]

乐观锁  
      大多数是基于数据版本（version）的记录机制实现的。即为数据增加一个版本标识，在基于数据库表的版本解决方案中，一般是通过为数据库表增加一个”version”字段来实现读取出数据时，将此版本号一同读出，之后更新时，对此版本号加1。此时，将提交数据的版本号与数据库表对应记录的当前版本号进行比对，如果提交的数据版本号大于数据库当前版本号，则予以更新，否则认为是过期数据。redis中可以使用watch命令会监视给定的key，当exec时候如果监视的key从调用watch后发生过变化，则整个事务会失败。也可以调用watch多次监视多个key。这样就可以对指定的key加乐观锁了。注意watch的key是对整个连接有效的，事务也一样。如果连接断开，监视和事务都会被自动清除。当然了exec，discard，unwatch命令都会清除连接中的所有监视。

Redis事务  
Redis中的事务(transaction)是一组命令的集合。事务同命令一样都是Redis最小的执行单位，一个事务中的命令要么都执行，要么都不执行。Redis事务的实现需要用到 MULTI 和 EXEC 两个命令，事务开始的时候先向Redis服务器发送 MULTI 命令，然后依次发送需要在本次事务中处理的命令，最后再发送 EXEC 命令表示事务命令结束。Redis的事务是下面4个命令来实现

1.multi，开启Redis的事务，置客户端为事务态。  
2.exec，提交事务，执行从multi到此命令前的命令队列，置客户端为非事务态。  
3.discard，取消事务，置客户端为非事务态。  
4.watch,监视键值对，作用时如果事务提交exec时发现监视的监视对发生变化，事务将被取消。

下面笔者简单实现一个用redis乐观锁实现的秒杀系统

代码实现：

package com.github.distribute.lock.redis;
    
    import java.util.List;
    import java.util.Set;
    import java.util.concurrent.ExecutorService;
    import java.util.concurrent.Executors;
    
    import redis.clients.jedis.Jedis;
    import redis.clients.jedis.Transaction;
    
    /**
     * redis乐观锁实例 
     * @author linbingwen
     *
     */
    public class OptimisticLockTest {
    
    	public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
    		 long starTime=System.currentTimeMillis();
    		
    		 initPrduct();
    		 initClient();
    		 printResult();
    		 
    		long endTime=System.currentTimeMillis();
    		long Time=endTime-starTime;
    		System.out.println("程序运行时间： "+Time+"ms");   
    
    	}
    	
    	/**
    	 * 输出结果
    	 */
    	public static void printResult() {
    		Jedis jedis = RedisUtil.getInstance().getJedis();
    		Set<String> set = jedis.smembers("clientList");
    
    		int i = 1;
    		for (String value : set) {
    			System.out.println("第" + i++ + "个抢到商品，"+value + " ");
    		}
    
    		RedisUtil.returnResource(jedis);
    	}
    
    	/*
    	 * 初始化顾客开始抢商品
    	 */
    	public static void initClient() {
    		ExecutorService cachedThreadPool = Executors.newCachedThreadPool();
    		int clientNum = 10000;// 模拟客户数目
    		for (int i = 0; i < clientNum; i++) {
    			cachedThreadPool.execute(new ClientThread(i));
    		}
    		cachedThreadPool.shutdown();
    		
    		while(true){  
    	            if(cachedThreadPool.isTerminated()){  
    	                System.out.println("所有的线程都结束了！");  
    	                break;  
    	            }  
    	            try {
    					Thread.sleep(1000);
    				} catch (InterruptedException e) {
    					e.printStackTrace();
    				}    
    	        }  
    	}
    
    	/**
    	 * 初始化商品个数
    	 */
    	public static void initPrduct() {
    		int prdNum = 100;// 商品个数
    		String key = "prdNum";
    		String clientList = "clientList";// 抢购到商品的顾客列表
    		Jedis jedis = RedisUtil.getInstance().getJedis();
    
    		if (jedis.exists(key)) {
    			jedis.del(key);
    		}
    		
    		if (jedis.exists(clientList)) {
    			jedis.del(clientList);
    		}
    
    		jedis.set(key, String.valueOf(prdNum));// 初始化
    		RedisUtil.returnResource(jedis);
    	}
    
    }
    
    /**
     * 顾客线程
     * 
     * @author linbingwen
     *
     */
    class ClientThread implements Runnable {
    	Jedis jedis = null;
    	String key = "prdNum";// 商品主键
    	String clientList = "clientList"; 抢购到商品的顾客列表主键
    	String clientName;
    
    	public ClientThread(int num) {
    		clientName = "编号=" + num;
    	}
    
    	public void run() {
    		try {
    			Thread.sleep((int)(Math.random()*5000));// 随机睡眠一下
    		} catch (InterruptedException e1) {
    		}
    		while (true) {
    			System.out.println("顾客:" + clientName + "开始抢商品");
    			jedis = RedisUtil.getInstance().getJedis();
    			try {
    				jedis.watch(key);
    				int prdNum = Integer.parseInt(jedis.get(key));// 当前商品个数
    				if (prdNum > 0) {
    					Transaction transaction = jedis.multi();
    					transaction.set(key, String.valueOf(prdNum - 1));
    					List<Object> result = transaction.exec();
    					if (result == null || result.isEmpty()) {
    						System.out.println("悲剧了，顾客:" + clientName + "没有抢到商品");// 可能是watch-key被外部修改，或者是数据操作被驳回
    					} else {
    						jedis.sadd(clientList, clientName);// 抢到商品记录一下
    						System.out.println("好高兴，顾客:" + clientName + "抢到商品");
    						break;
    					}
    				} else {
    					System.out.println("悲剧了，库存为0，顾客:" + clientName + "没有抢到商品");
    					break;
    				}
    			} catch (Exception e) {
    				e.printStackTrace();
    			} finally {
    				jedis.unwatch();
    				RedisUtil.returnResource(jedis);
    			}
    
    		}
    	}
    
    }

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和上文的使用悲观锁相比，乐观锁的实现更加的简单，并发性能也会更好。

本文源码请在这里下载：[https://github.com/appleappleapple/DistributeLearning][https_github.com_appleappleapple_DistributeLearning]

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[https_github.com_appleappleapple_DistributeLearning]: https://github.com/appleappleapple/DistributeLearning
[20170424102431004]: /images/20210811/a69146a59dfe45f7bd69caed1e7cdd6d.png
[70]: /images/20210811/87b63ee607c141839534e4f0e0ab134c.png