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Spring Cloud微服务项目模板系列（九）redisTemplate集成分布式锁

Rae
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最近对项目进行并发测试，结果发现之前测试好的东西，这并发测试支持不到10个

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幸亏这个项目还没上线，如果上线了，这绝对是一个必须卷铺盖滚蛋的超级重大bug。没办法，只能挨个排查，首先排查报错，一看数据库执行报错，大量的mysql中断错误，然后去看配置文件，纳尼，竟然没有使用数据库连接池。

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果断的给数据库连接配上了数据库连接池，然后再测试，此时sql执行不再报错了，然而出现了大量的jedis连接中断。然后看配置文件，这里用了redis连接池的，为什么并发不起来还报错呢，果断的调大redis连接池的信息：

image.png

然后测试，发现还是大量的jedis连接中断异常。没办法了，只能看代码了，然后看代码，发现里面使用了redisTemplate，同时还又配置了一个redis客户端，也就是代码里面使用了两套redis客户端，第二套redis客户端用于分布式锁，怪不得在配置文件中修改连接池没有任何效果，然后注释掉分布式锁，项目可以实现大并发了。果然，此时断定肯定是第二套分布式锁的redis客户端有问题，然后看了配置，发现这里的redis又单独的配置了redis连接池，然后使用完redis之后，没有吧redis放回到pool里面。因此各种错误。

反思

1、一套代码里面为什么要用两套redis客户端？

果断的进行代码整改，必须只使用一套客户端，并且一套配置。所以这里要求统一使用第一套的redisTemplate。本文的话，介绍下redisTemplate框架下的分布式锁实现。下面直接开始。

1）首先创建一个maven项目，引入redis的依赖

<dependency>
			<groupId>org.springframework.boot</groupId>
			<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
		</dependency>
		<dependency>
			<groupId>org.apache.commons</groupId>
			<artifactId>commons-pool2</artifactId>
		</dependency>

记住：

使用redis连接池，必须要搭配这个commons-pool2的依赖，不然的话实现不了这个redis的连接池。

2）接着我们在application.yml里面配置下redis的信息

spring:
  redis:
    host: 192.168.31.30
    port: 6379
    database: 3
    timeout: 10000
    password: 3c0bef8420ca0961a74ff1fbe8c66ef4
    lettuce:
      pool:
        # 连接池中的最小空闲连接
        min-idle: 0
        # 连接池中的最大空闲连接
        max-idle: 30
        # 连接池的最大数据库连接数
        max-active: 30
        #连接池最大阻塞等待时间（使用负值表示没有限制）
        max-wait: -1

这里我们主要是使用这个redis的lettuce连接池。

3）初始化redisTemplate

这里的话我们必须要初始化这个redistemplate，这里主要是实现序列化，因此我们创建一个redisconfig的类，完整代码如下：

package com.redistemplet.lock.config;

import java.net.UnknownHostException;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

@Configuration
public class RedisConfig {
	@Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory)
            throws UnknownHostException {
        // 创建模板
        RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        // 设置连接工厂
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        // 设置序列化工具
        GenericJackson2JsonRedisSerializer jsonRedisSerializer =
                new GenericJackson2JsonRedisSerializer();
        // key和 hashKey采用 string序列化
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        // value和 hashValue采用 JSON序列化
        redisTemplate.setValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        redisTemplate.setHashValueSerializer(jsonRedisSerializer);
        return redisTemplate;
    }
}

此时我们就可以在项目里面就可以使用redisTemplate对象了。

4）使用redistemplate编写分布式锁

这里的话，我们使用redistemplate来实现分布式锁，所以这里的话，主要涉及的函数是setnx和expire两个方法，完整代码如下:

package com.redistemplet.lock.helper;

import java.util.Objects;
import java.util.UUID;

import org.apache.commons.lang3.StringUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Component;

@Component
public class RedisLockHelper {

	public static final String DEFAULT_LOCK_PREFIX = "redis_lock";

	@Autowired
	private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

	/**
	 * 
	 * @param lockPrefix
	 * @param key
	 * @param expire_time 分布式锁过期时间防止死锁，单位是ms
	 * @return
	 */
	@SuppressWarnings({ "unchecked", "rawtypes" })
	public boolean lock(String lockPrefix, String key, final Integer expire_time) {

		// 设置分布式锁的lock key
		String lock = new StringBuilder(StringUtils.isNotBlank(lockPrefix) ? lockPrefix : DEFAULT_LOCK_PREFIX)
				.append("_").append(key).toString();

		// 这里的值是准备设置的，并且是在后面进行比对的值，防止把当前线程的锁误认为是自己的锁了。
		String thread_id = UUID.randomUUID().toString().replace("-", "");

		System.out.println("当前的线程id是：" + thread_id);

		// 利用lambda表达式
		return (Boolean) redisTemplate.execute((RedisCallback) connection -> {

			Boolean acquire = connection.setNX(lock.getBytes(), String.valueOf(thread_id).getBytes());
			System.out.println("acquire 的值是：" + acquire);
			if (acquire) {
				System.out.println("setnx true");
				 connection.expire(lock.getBytes(), expire_time/1000);
				return true;
			} else {
				System.out.println("setnx false");
				byte[] value = connection.get(lock.getBytes());

				if (Objects.nonNull(value) && value.length > 0) {

					String redisThreadId = new String(value);

					System.out.println("当前线程准备重入，当前线程id是：" + thread_id + ":" + redisThreadId + ",结果是："
							+ thread_id.equals(redisThreadId));

					// 如果当前redis获取到的value值和当前线程的id不一样，则不是当前对象获取的值。不能重入
					return thread_id.equals(redisThreadId);
				}
			}
			return false;
		});
	}

	/**
	 * 删除锁
	 *
	 * @param key
	 */
	public void delete(String key) {
		redisTemplate.delete(key);
	}

}

此分布式锁的完整逻辑都在上面代码的注释里面。

5）接着我们编写方法测试下分布式锁

这里我们业务以同一个用户为redissetvalue为案例，也就是拿到锁，我就向redis里面加1，没有拿到锁就不加1，这样一个演示场景，示例代码如下：

package com.redistemplet.lock.controller;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import com.redistemplet.lock.helper.RedisLockHelper;

@RestController
public class HelloController {

	@Autowired
	private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
	
	@Autowired
	RedisLockHelper redisLockHelper;

	/**
	 * 这里我们模拟一个场景，就是请求一次获取一个分布式锁，然后使用redis做自增加1，然后并发测试下看是否可以成功完成分布式锁的使用
	 * 
	 * @return
	 */
	@RequestMapping("/hello")
	public String hello() {
		
		
		this.redisIncrement();
		

		return "hello";
	}

	
	/**
	 * 这里模拟可能出现数据错误的情况来使用分布式锁
	 */
	private void redisIncrement() {
		
		String key = "userid:1";
		//这里给的超时时间一定要尽量大于整个程序执行的时间
		boolean lock = redisLockHelper.lock("wallet", key,3000);
        if (lock) {
        	System.out.println("获取到了锁，准备执行");
        	//获取到了锁，模拟业务操作
        	this.setRedisValue();
            // 最后执行成功要手动的释放锁
        	redisLockHelper.delete(key);
        } else {
        	System.out.println("没获取到锁，准备重试");
            // 设置失败次数计数器, 当到达5次时, 返回失败
            int failCount = 1;
            while(failCount <= 5){
                // 等待100ms重试
                try {
                    Thread.sleep(100l);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                if (redisLockHelper.lock("wallet", key, 300)){
                   // 执行逻辑操作
                	redisLockHelper.delete(key);
                }else{
                    failCount ++;
                }
            }
            throw new RuntimeException("现在使用的人太多了, 请稍等再试");
        }
		
	}


	private void setRedisValue() {
		Integer value = (Integer) redisTemplate.opsForValue().get("testfoo");
		if(null == value) {
			value = 0;
		}
		value += 1;
		redisTemplate.opsForValue().set("testfoo", value);
	}
}

这里主要的逻辑就是拿到锁就加1，没有拿到锁就重试5次进行尝试。

6）测试

这里我们使用apipost进行测试，测试的场景如下：

并发数100个，同时压测10次：

image.png

点击压测之后，我们看看测试结果：

image.png

这里测试请求成功4次，失败了996次，那也就是我们redis里面的预期值应该是4，下面看看是不是4：

image.png

可以看到和预期的值是一模一样的。


备注：

1、在真实的业务中一定要注意下，不管是mysql。还是redis，还是其他什么，连接池是标配。这应该是每一个开发人员的基础意识。
2、在同一套业务代码里面，千万不要你做你的，我做我的，你搞一套redis，我搞一套redis，这玩意儿终究必然会出问题。
3、在redishelper里面，有一个可冲入的逻辑，本案例只是展示这个可冲入逻辑，真实的情况，这里的threadid应该是在业务重试之外。
4、使用分布式锁的时候切记要做最小粒度的锁，不要做大锁，做了大锁，整个系统会各种慢，各种失败，严重影响业务。

以上就是关于redistTemplate实现分布式锁的演示，最后按照惯例，附上本案例的源码，登录后即可下载。

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