通过Jedis的setnx、multi事务及watch实现三种分布式跨JVM锁的方法代码示例

一、前言

基于redis的客户端jedis分别基于其setnx（首次赋值返回1，其余的情况返回0的方式，且redis服务器端操作都是单线程队列操作的）、multi事务、watch监控器三种不同方式实现乐观锁，应用于在分布式高并发处理等相关场景。

二、代码示例

1. RedisLock类  - 其中  lock是基于setnx实现加锁、lock_2是基于multi事务的方式、lock_3是watch加Transaction，具体代码如下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117

import java.util.Random; import redis.clients.jedis.Jedis; import redis.clients.jedis.JedisPool; import redis.clients.jedis.Transaction;     public class RedisLock {            //加锁标志     public static final String LOCKED = "TRUE";     public static final long ONE_MILLI_NANOS = 1000000L;     //默认超时时间（毫秒）     public static final long DEFAULT_TIME_OUT = 3000;     public static JedisPool pool;     public static final Random r = new Random();     //锁的超时时间（秒），过期删除     public static final int EXPIRE = 5 * 60;           private Jedis jedis;     private String key;     //锁状态标志     private boolean locked = false;       public RedisLock(String key) {         this.key = key;         this.jedis= new Jedis("127.0.0.1",6379,60000);     }       /**      * 通过jedis.setnx实现锁      * @param timeout      * @return      */     public boolean lock(long timeout) {         long nano = System.nanoTime();         timeout *= ONE_MILLI_NANOS;         try {             while ((System.nanoTime() - nano) < timeout) {                 if (jedis.setnx(key, LOCKED) == 1) {                     jedis.expire(key, EXPIRE);                     locked = true;                     return locked;                 }                 // 短暂休眠，nano避免出现活锁                 Thread.sleep(3, r.nextInt(500));             }         } catch (Exception e) {         }         return false;     }           /**      * 事务和管道都是异步模式。在事务和管道中不能同步查询结果，因此下面 t.getSet(key, LOCKED);只能被一个线程查询      * 否则线程获取不到      * @param timeout      * @return      */     public boolean lock_2(long timeout) {         long nano = System.nanoTime();         timeout *= ONE_MILLI_NANOS;         try {             while ((System.nanoTime() - nano) < timeout) {                 Transaction t = jedis.multi();                 // 开启事务，当server端收到multi指令                 // 会将该client的命令放入一个队列，然后依次执行，知道收到exec指令                 t.getSet(key, LOCKED);                 t.expire(key, EXPIRE);                 String ret = (String) t.exec().get(0);                 System.out.println(Thread.currentThread()+" ========== "+ret);                 if(ret!=null&&ret.equalsIgnoreCase("TRUE"))                     return true; //                if (ret == null || ret.equals("UNLOCK")) { //                    return true; //                }                 // 短暂休眠，nano避免出现活锁                 Thread.sleep(3, r.nextInt(500));             }         } catch (Exception e) {         }         return false;     }           public boolean lock_3(long timeout) {         long nano = System.nanoTime();         timeout *= ONE_MILLI_NANOS;         try {             while ((System.nanoTime() - nano) < timeout) {                 jedis.watch(key);                 // 开启watch之后，如果key的值被修改，则事务失败，exec方法返回null                 String value = jedis.get(key);                 if (value == null || value.equals("UNLOCK")) {                     Transaction t = jedis.multi();                     t.setex(key, EXPIRE, LOCKED);                     if (t.exec() != null) {                         return true;                     }                 }                 jedis.unwatch();                 // 短暂休眠，nano避免出现活锁                 Thread.sleep(3, r.nextInt(500));             }         } catch (Exception e) {         }         return false;     }           public boolean lock() {         return lock(DEFAULT_TIME_OUT);     }       // 无论是否加锁成功，必须调用     public void unlock() {             if (locked)                 jedis.del(key);     }   }

  2. RedisLockTest类 - 通过三个线程同时进行add的递减，通过加锁可以控制add按照顺序递减10,9,8,7..3,2,1,否则在多线程上下文切换的情况下无法正常打印

2.1 - 如果没有加锁测试类，代码如下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

public class RedisLockTest {       private static volatile  int add=10;           public static void main(String[] args) {                   Runnable handler=new Runnable(){             @Override         public void run() {                     while(add>0){                         System.out.println(Thread.currentThread().toString()+" ———————— add@"+add);                         add--;                         try {                             Thread.sleep(500);                         } catch (InterruptedException e) {                         }                     }         }};                   new Thread(handler).start();         new Thread(handler).start();         new Thread(handler).start();       } }

控制台打印结果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@10 Thread[Thread-1,5,main] ———————— add@10 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@8 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@7 Thread[Thread-1,5,main] ———————— add@6 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@6 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@4 Thread[Thread-1,5,main] ———————— add@4 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@4 Thread[Thread-1,5,main] ———————— add@1 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@1

2.2  setnx方式配置lock测试类,代码如下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

public class RedisLockTest {       private static volatile  int add=10;           public static void main(String[] args) {                   Runnable handler=new Runnable(){             @Override         public void run() {                 RedisLock mylock=new RedisLock("testlock1");                 if(mylock.lock(300000)){                     while(add>0){                         System.out.println(Thread.currentThread().toString()+" ———————— add@"+add);                         add--;                         try {                             Thread.sleep(500);                         } catch (InterruptedException e) {                         }                     }                 }                 mylock.unlock();         }};                   new Thread(handler).start();         new Thread(handler).start();         new Thread(handler).start();       }   }

控制台打印结果如下

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@10 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@9 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@8 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@7 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@6 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@5 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@4 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@3 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@2 Thread[Thread-0,5,main] ———————— add@1

2.3 lock_3是watch加Transaction的方式测试类

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

public class RedisLockTest {       private static volatile  int add=10;           public static void main(String[] args) {                   Runnable handler=new Runnable(){             @Override         public void run() {                 RedisLock mylock=new RedisLock("testlock3");                 if(mylock.lock_3(300000)){                     while(add>0){                         System.out.println(Thread.currentThread().toString()+" ———————— add@"+add);                         add--;                         try {                             Thread.sleep(500);                         } catch (InterruptedException e) {                         }                     }                 }                 mylock.unlock();         }};                   new Thread(handler).start();         new Thread(handler).start();         new Thread(handler).start();       }   }

控制台结果

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@10 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@9 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@8 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@7 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@6 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@5 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@4 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@3 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@2 Thread[Thread-2,5,main] ———————— add@1