分布式锁实现方案

分布式锁实现方案 - Lock4j 使用

一、Lock4j 分布式锁工具

你是不是在使用分布式锁的时候，还在自己用 AOP 封装框架？那么 Lock4j 你可以考虑一下。

Lock4j 是一个分布式锁组件，其提供了多种不同的支持以满足不同性能和环境的需求。

立志打造一个简单但富有内涵的分布式锁组件。

并且支持redission,redisTemplate,zookeeper。可混用，支持扩展。

Giee地址：https://gitee.com/baomidou/lock4j

二、使用方式

这里我以 redisson 作为分布式锁的底层。

添加依赖：

<dependency>
    <groupId>com.baomidou</groupId>
    <artifactId>lock4j-redisson-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>2.2.5</version>
</dependency>

然后再配置中增加 redis 的配置：

spring:
  redis:
    timeout: 6000
    password:
    cluster:
      max-redirects:
      nodes:
        - 192.168.40.120:6379
        - 192.168.40.121:6379
        - 192.168.40.122:6379

声明 RedissonClient：

@Configuration
public class RedissonConfig {

    @Bean
    public RedissonClient getRedisson(RedisProperties redisProperties) {
        Config config = new Config();
        String[] nodes = redisProperties.getCluster().getNodes().stream().filter(StringUtils::isNotBlank).map(node -> "redis://" + node).collect(Collectors.toList()).toArray(new String[]{});
        ClusterServersConfig clusterServersConfig = config.useClusterServers().addNodeAddress(nodes);
        if (StringUtils.isNotBlank(redisProperties.getPassword())) {
            clusterServersConfig.setPassword(redisProperties.getPassword());
        }
        clusterServersConfig.setConnectTimeout((int) (redisProperties.getTimeout().getSeconds() * 1000));
        clusterServersConfig.setScanInterval(2000);
        return Redisson.create(config);
    }
}

然后只需在需要分布式锁的地方加 @Lock4j 即可：

@RestController
@RequestMapping("/lock")
public class Lock4jController {

    //不指定,默认获取锁超时3秒，30秒锁过期
    @Lock4j
    @GetMapping("/test")
    public String test() {
        return "success";
    }

    @Lock4j(keys = {"#id", "#name"}, expire = 60000, acquireTimeout = 10000)
    @GetMapping("/test1")
    public String test1(Long id, String name) {
    	Thread.sleep(5000);
        return "success";
    }

}

如果同时两次访问 /test1，可以感觉出第二次没有获得锁的请求等待的时间更长，因为要等待锁的释放：

在这里插入图片描述

获取锁超时时间和锁过期时间，可以通过配置在配置文件中全局生效：

lock4j:
  acquire-timeout: 3000 #默认值3s，可不设置
  expire: 30000 #默认值30s，可不设置
  primary-executor: com.baomidou.lock.executor.RedisTemplateLockExecutor #默认redisson>redisTemplate>zookeeper，可不设置
  lock-key-prefix: lock4j #锁key前缀, 默认值lock4j，可不设置

acquire-timeout 等待锁的时长，超过这个时间会默认抛出 com.baomidou.lock.exception.LockFailureException 异常。

在这里插入图片描述

也可以自定义异常捕获，需要实现 LockFailureStrategy 接口：

@Slf4j
@Component
public class MyLockFailureStrategy implements LockFailureStrategy {

    @Override
    public void onLockFailure(String key, Method method, Object[] arguments) {
        log.error("key: {} , method: {} ,arguments: {} ", key, method.getName(), Arrays.asList(arguments).toString());
    }
}

如果获取锁超时，则可以看到打印的日志：

在这里插入图片描述

锁的获取逻辑也可以自定义，如果是 Redisson 依赖下，可以继承 AbstractLockExecutor<RLock> 抽象类，例如：

@Slf4j
@Component
public class MyLockExecutor extends AbstractLockExecutor<RLock> {

    @Resource
    RedissonClient redissonClient;
    /**
     * 尝试获取锁
     */
    @Override
    public RLock acquire(String lockKey, String lockValue, long expire, long acquireTimeout) {
        log.info("key: {} 尝试获取锁", lockKey);
        try {
            RLock lockInstance = this.redissonClient.getLock(lockKey);
            boolean locked = lockInstance.tryLock(acquireTimeout, expire, TimeUnit.MILLISECONDS);
            return (RLock)this.obtainLockInstance(locked, lockInstance);
        } catch (InterruptedException var9) {
            return null;
        }
    }

    /**
     * 释放锁
     */
    @Override
    public boolean releaseLock(String key, String value, RLock lockInstance) {
        log.info("key: {} 释放锁", key);
        if (lockInstance.isHeldByCurrentThread()) {
            try {
                return (Boolean)lockInstance.forceUnlockAsync().get();
            } catch (InterruptedException | ExecutionException var5) {
                return false;
            }
        } else {
            return false;
        }
    }
}

然后在使用时指定执行器：

@Lock4j(keys = {"#id", "#name"}, expire = 60000, acquireTimeout = 1000, executor = MyLockExecutor.class)
@GetMapping("/test2")
public String test2(Long id, String name) throws InterruptedException {
    Thread.sleep(5000);
    return "success";
}

请求 test2 接口可以看到打印的日志：

在这里插入图片描述

Key 的生成也可以自定义，只需继承 DefaultLockKeyBuilder 抽象类，例如：

@Slf4j
@Component
public class MyLockKeyBuilder extends DefaultLockKeyBuilder {

    public MyLockKeyBuilder(BeanFactory beanFactory) {
        super(beanFactory);
    }

    @Override
    public String buildKey(MethodInvocation invocation, String[] definitionKeys) {
        String key = super.buildKey(invocation, definitionKeys);
        log.info("生成的key：{} ", key);
        return key;
    }
}

运行后可以观察日志：

在这里插入图片描述

上面都是通过注解的方式，同样也可以手动控制锁的获取和释放，只需要引入 LockTemplate ，例如：

@RestController
@RequestMapping("/lock")
public class Lock4j2Controller {
    @Resource
    private LockTemplate lockTemplate;

    @GetMapping("/test3")
    public String test1(Long id, String name) {
        // 获取锁
        final LockInfo lockInfo = lockTemplate.lock(id + name, 30000L, 5000L, RedissonLockExecutor.class);
        try {
            Thread.sleep(5000);
            return "success";
        } catch (InterruptedException e) {
            throw new RuntimeException(e);
        } finally {
            //释放锁
            lockTemplate.releaseLock(lockInfo);
        }
    }
}

三、通过锁实现限流

在注解中 autoRelease 控制着是否自动在方法执行结束后释放锁，如果为 false 则是在 expire 时间到的时候移除锁，实际是通过 Redis 的过期机制，通过这个机制可以限制某个 key 的访问频次，例如：

@Lock4j(keys = {"#id", "#name"}, expire = 3000, acquireTimeout = 10000, autoRelease = false)
@GetMapping("/test4")
public String test4(Long id, String name) throws InterruptedException {
    return "success";
}