Redis分布式锁-乐观锁的实现,以秒杀系统为例

来自:Evankaka

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。


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


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);  
           }  
 
       }  
   }  
 
}



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

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