接SpringBoot使用redis搭配lua脚本实现分布式并发锁一文,我使用redis+lua脚本实现了一个分布式并发锁RedisLockService,本文将对该功能进行扩展,通过注解+aop的形式使其更加方便使用。
简单说一下我的想法:
1、定义一个注解RedisLock,有以下3个属性值
(1)key:锁的key,即redis中的key(这里使用SpringEL表达式进行扩展,使其可以可以实现从入参动态获取key值)
(2)timeout:为了避免死锁,设计了一个超时时间,单位是秒,默认5分钟也就是300秒
(3)msg:加锁失败时的异常信息提示语,默认值为“请求已发起,请勿重复操作!”
2、以注解为切入点,使用aop对需要使用分布式并发锁的方法进行切面拦截
3、使用线程变量来保存锁的key值等信息
4、加锁和解锁流程:
(1)进入注解方法前:加锁,并记录锁的key值等信息
(2)方法执行结束后或方法抛出异常:解锁
5、因为能力有限,所以目前注解仅支持单层,即存在多个注解嵌套的情况下,仅最外层注解会生效
以上就是大概的实现思路,剩下的废话不多说,直接上代码:
注解代码(SpringEL表达式的使用参考下方代码注释)
/** * redis分布式锁注解 * 1、存在多个注解嵌套的情况,仅最外层注解有效,内层注解将被忽略 * 2、锁的key值就是在redis中的key值,key支持SpringEL表达式,可以实现从入参动态获取key值 * 例:使用学生的名字和老师的名字作为rediskey * 注解:@RedisCoucurrentLock(params="#student.name+#teacher.name") * 方法:test(student,teacher) * 加前缀:@RedisCoucurrentLock(params="'前缀'+#student.name+#teacher.name") * <b>注意<b/>:使用时需要保证指定规则生成的key值在业务上唯一,避免key值冲突 * 建议使用业务单据号或者主键作为key值,如需使用主键id作为key,一定要加业务前缀避免冲突。 * @author liqingcan */ @Target({ElementType.METHOD}) @Retention(RetentionPolicy.RUNTIME) public @interface RedisLock { /** * 锁的key * @return */ String key(); /** * 超时时间(秒,默认300秒) * @return */ long timeout() default 300L; /** * 加锁失败提示语 * @return */ String msg() default "请求已发起,请勿重复操作!"; }
aop切面代码(锁的key通过getRedisKey解析SpringEL表达式得出,锁的value值使用uuid)aop切点的部分知识可以参考:SpringBoot使用aop切面记录@Scheduled定时任务开始时间和结束时间
/** * redis分布式锁aop * * @author liqingcan */ @Aspect @Component @Slf4j public class RedisLockAspect { /** * 线程变量——锁的key */ private ThreadLocal<String> threadLocalKey = new ThreadLocal<>(); /** * 线程变量——锁的value */ private ThreadLocal<String> threadLocalValue = new ThreadLocal<>(); /** * 线程变量——注解层数,用于保证只有最外层的注解才能生效 */ private ThreadLocal<Integer> threadLocalCount = new ThreadLocal<>(); @Autowired private RedisLockService redisLockService; @Pointcut("@annotation(com.example.demo.redis.RedisLock)") public void pointCut() { } @Before("pointCut()&&@annotation(redisLock)") public void beforeHandle(JoinPoint joinPoint, RedisLock redisLock) { //避免threadLocalCount发生空指针问题,如果是null值设置为0 if (threadLocalCount.get() == null) { threadLocalCount.set(0); } if (isFirst()) { //注解层数+1 threadLocalCount.set(threadLocalCount.get()+1); String key = this.getRedisKey(joinPoint, redisLock); String value = Thread.currentThread().getName() +"-"+ UUID.randomUUID(); long expire = redisLock.timeout(); boolean lock = redisLockService.lock(key, value, expire); if (lock) { //加锁成功 threadLocalKey.set(key); threadLocalValue.set(value); }else{ //加锁失败 throw new RedisLockException(redisLock.msg()); } }else{ //注解层数+1 threadLocalCount.set(threadLocalCount.get()+1); } } @AfterReturning("pointCut()") public void afterHandle(JoinPoint joinPoint) { unlock(); } @AfterThrowing(pointcut = "pointCut()", throwing = "e") public void afterThrowable(JoinPoint joinPoint, Throwable e) { unlock(); } /** * 解锁操作 */ private void unlock() { //注解层数-1 threadLocalCount.set(threadLocalCount.get()-1); if (isFirst()) { //进行解锁操作 String key = threadLocalKey.get(); String value = threadLocalValue.get(); redisLockService.unlock(key, value); //进行线程remove操作 removeThreadLocal(); } } /** * 线程变量清理(线程池重复使用线程,需要remove一下,防止脏数据带到下一个线程) */ private void removeThreadLocal() { threadLocalCount.remove(); threadLocalKey.remove(); threadLocalValue.remove(); } /** * 通过threadLocalCount值是否为0判断是否是最外层的注解 * @return */ private boolean isFirst() { return threadLocalCount.get() == 0; } /** * 获取redis缓存的key * @param joinPoint * @param redisLock * @return */ private String getRedisKey(JoinPoint joinPoint, RedisLock redisLock) { //获取注解上的key String key = redisLock.key(); //使用SpringEL表达式解析注解上的key SpelExpressionParser parser = new SpelExpressionParser(); Expression expression = parser.parseExpression(key); //获取方法入参 Object[] parameterValues = joinPoint.getArgs(); //获取方法形参 MethodSignature signature = (MethodSignature)joinPoint.getSignature(); Method method = signature.getMethod(); DefaultParameterNameDiscoverer nameDiscoverer = new DefaultParameterNameDiscoverer(); String[] parameterNames = nameDiscoverer.getParameterNames(method); if (parameterNames == null || parameterNames.length == 0) { //方法没有入参,直接返回注解上的key return key; } //解析表达式 EvaluationContext evaluationContext = new StandardEvaluationContext(); // 给上下文赋值 for(int i = 0 ; i < parameterNames.length ; i++) { evaluationContext.setVariable(parameterNames[i], parameterValues[i]); } try { Object expressionValue = expression.getValue(evaluationContext); if (expressionValue != null && !"".equals(expressionValue.toString())) { //返回el解析后的key return expressionValue.toString(); }else{ //使用注解上的key return key; } } catch (Exception e) { //解析失败,默认使用注解上的key return key; } } }
分布式锁工具代码(实现原理参考SpringBoot使用redis搭配lua脚本实现分布式并发锁一文,此处直接引用复制)
/** * redis分布式锁工具 * 使用lua脚本实现加锁和解锁操作,保证原子性 * @author liqingcan */ @Component public class RedisLockService { @Autowired private RedisTemplate<String, String> redisTemplate; /** * 加锁的lua脚本 */ private final static RedisScript<Long> LOCK_LUA_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>( "if redis.call(\"setnx\", KEYS[1], KEYS[2]) == 1 then return redis.call(\"expire\", KEYS[1], KEYS[3]) else return 0 end" , Long.class ); /** * 加锁失败结果 */ private final static Long LOCK_FAIL = 0L; /** * 解锁的lua脚本 */ private final static RedisScript<Long> UNLOCK_LUA_SCRIPT = new DefaultRedisScript<>( "if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == KEYS[2] then return redis.call(\"del\",KEYS[1]) else return -1 end" , Long.class ); /** * 解锁失败结果 */ private final static Long UNLOCK_FAIL = -1L; /** * 加锁方法 * 对key加锁,value为key对应的值,expire是锁自动过期时间防止死锁 * @param key key * @param value value * @param expire 锁自动过期时间(秒) * @return */ public boolean lock(String key, String value, Long expire){ if (key == null || value == null || expire == null) { return false; } List<String> keys = Arrays.asList(key, value, expire.toString()); Long res = redisTemplate.execute(LOCK_LUA_SCRIPT, keys); return !LOCK_FAIL.equals(res); } /** * 解锁方法 * 对key解锁,只有value值等于redis中key对应的值才能解锁,避免误解锁 * @param key * @param value * @return */ public boolean unlock(String key, String value){ if (key == null || value == null) { return false; } List<String> keys = Arrays.asList(key, value); Long res = redisTemplate.execute(UNLOCK_LUA_SCRIPT, keys); return !UNLOCK_FAIL.equals(res); } }
异常类代码
/** * redis分布式锁异常 * @author liqingcan */ public class RedisLockException extends RuntimeException { public RedisLockException() { } public RedisLockException(String message) { super(message); } public RedisLockException(String message, Throwable cause) { super(message, cause); } public RedisLockException(Throwable cause) { super(cause); } public RedisLockException(String message, Throwable cause, boolean enableSuppression, boolean writableStackTrace) { super(message, cause, enableSuppression, writableStackTrace); } }
到这里注解已经可以使用了,具体的使用以及一个并发扣库存的样例可以参考:https://gitee.com/lqccan/blog-demo demo14中的测试代码及注释