java redis 分布式锁 续期

### Java 中使用 Redis 实现分布式锁的原理与实现方法 #### 1. 分布式锁的基本概念 在分布式系统中，多个线程或进程可能运行在不同的 JVM 上。此时，传统的线程锁无法解决并发问题[^4]。分布式锁通过共享存储（如 Redis）来协调不同节点之间的访问控制。 Redis 的原子操作特性使其成为实现分布式锁的理想选择。`SETNX` 和 `EXPIRE` 命令可以确保锁的唯一性和过期时间，避免死锁问题[^2]。 #### 2. 使用 Redis 实现分布式锁的核心逻辑 分布式锁的核心思想是利用 Redis 的键值对存储和过期机制。通过设置一个唯一的键值对，并指定其过期时间，确保同一时刻只有一个客户端能够获取锁。 以下是实现的关键点： - **加锁**：使用 `SETNX` 或 `SET` 命令尝试设置一个键值对，若成功则表示获取锁。 - **解锁**：通过 Lua 脚本删除键值对，确保只有持有锁的客户端能够释放锁。 - **续期**：在锁的有效期内，定期更新锁的过期时间，防止因业务执行时间过长导致锁自动释放。 #### 3. 基于 Jedis 的分布式锁实现示例 以下是一个基于 Jedis 客户端的分布式锁实现： ```java import redis.clients.jedis.Jedis; public class DistributedLock { private static final String LOCK_SUCCESS = "OK"; private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX"; private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX"; public boolean tryLock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId, int expireTime) { String result = jedis.set(lockKey, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime); return LOCK_SUCCESS.equals(result); // 判断是否成功获取锁 } public void unlock(Jedis jedis, String lockKey, String requestId) { String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end"; jedis.eval(script, java.util.Collections.singletonList(lockKey), java.util.Collections.singletonList(requestId)); } } ``` #### 4. 基于 RedisTemplate 的分布式锁实现示例 Spring 提供了更高级别的抽象，可以通过 `RedisTemplate` 简化分布式锁的实现： ```java import org.springframework.data.redis.core.StringRedisTemplate; import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations; public class RedisTemplateDistributedLock { private StringRedisTemplate redisTemplate; public boolean tryLock(String lockKey, String uniqueId, long expireTime) { ValueOperations<String, String> ops = redisTemplate.opsForValue(); Boolean success = ops.setIfAbsent(lockKey, uniqueId, expireTime, TimeUnit.SECONDS); return Boolean.TRUE.equals(success); // 判断是否成功获取锁[^3] } public void unlock(String lockKey, String uniqueId) { String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end"; redisTemplate.execute((RedisCallback<Long>) connection -> { return connection.scriptingCommands().eval(script.getBytes(), ReturnType.LONG, 1, lockKey.getBytes(), uniqueId.getBytes()); }); } } ``` #### 5. 基于 Redisson 的分布式锁实现 Redisson 是一个功能强大的 Redis 客户端，提供了更高层次的抽象，简化了分布式锁的使用： ```java import org.redisson.api.RLock; import org.redisson.api.RedissonClient; public class RedissonDistributedLock { private RedissonClient redisson; public void lockAndExecute(RedissonClient redisson, String lockKey, Runnable task) { RLock lock = redisson.getLock(lockKey); try { lock.lock(); // 获取锁 task.run(); // 执行任务 } finally { lock.unlock(); // 释放锁 } } } ``` #### 6. 注意事项 - **锁的唯一性**：每个客户端在加锁时应生成一个唯一的标识符（如 UUID），以确保只有加锁的客户端能够解锁[^3]。 - **锁的超时时间**：设置合理的锁超时时间，避免因业务执行时间过长导致死锁。 - **续期机制**：对于长时间运行的任务，需实现锁的续期机制，确保锁不会因超时而被释放[^1]。 - **异常处理**：在解锁过程中，需捕获异常并确保锁的正确释放，避免资源泄漏。 --- ###

<think>好的，用户想了解Java中Redis分布式锁的使用场景和示例代码。首先，我需要回忆分布式锁的基本概念和作用。分布式锁主要用于在分布式系统中协调多个节点对共享资源的访问，避免并发问题。常见的使用场景包括秒杀库存扣减、定时任务调度、防止重复提交等。 接下来，要结合用户提供的参考资料，特别是引用[1]到[5]中的内容。用户提供的引用提到了Redisson框架、setnx命令、UUID标识、Lua脚本以及Jedis依赖。需要将这些内容整合到回答中，确保覆盖使用场景和示例代码。 使用场景方面，引用[4]提到分布式锁用于执行业务前上锁，确保只有一个客户端执行，所以需要列举几个典型场景，比如秒杀活动、定时任务、幂等性校验。这些场景都能体现分布式锁的必要性。 示例代码部分，用户可能希望看到两种实现方式：基于Jedis原生API和基于Redisson框架。引用[5]提到了Jedis的依赖配置和RedisDistributedLock类，可以据此编写一个简单的Jedis实现，使用setnx和过期时间，并在释放锁时使用Lua脚本来保证原子性。同时，引用[1]和[3]提到了Redisson，这是一个更高级的框架，使用起来更方便，需要展示Redisson的示例代码，比如使用RLock接口。 需要注意代码的正确性，比如设置UUID来标识锁的持有者，避免误删其他客户端的锁。同时，设置过期时间防止死锁，引用[2]和[3]都强调了这一点。释放锁时的判断需要使用Lua脚本保证原子性，避免在判断UUID和删除锁之间发生竞争条件。 另外，用户可能关心如何选择实现方式，需要比较Jedis和Redisson的优缺点。原生Jedis更灵活但需要处理更多细节，而Redisson封装得更好，支持更多功能，如看门狗自动续期，适用于复杂场景。 最后，按照用户的要求，生成相关问题，比如实现原理、锁续期、与ZooKeeper对比等，帮助用户进一步学习。 需要确保回答结构清晰，分点说明使用场景，示例代码部分分别展示两种实现，并注意引用对应的资料。同时，检查LaTeX格式是否正确，行内公式用$...$，独立公式用$$...$$，但这个问题中可能用不到太多数学公式，主要关注代码和文本结构。</think>### Java中Redis分布式锁的使用场景及实现 #### 一、使用场景 1. **秒杀库存扣减** 在高并发场景下，多个用户同时抢购同一商品时，需通过分布式锁确保库存计算的原子性，避免超卖[^4]。 2. **定时任务调度** 分布式系统中多个节点可能同时触发定时任务（如数据清理），通过分布式锁保证任务仅执行一次[^2]。 3. **幂等性校验** 防止重复提交或重复操作（如支付回调），通过锁标识确保操作唯一性[^3]。 --- #### 二、示例代码实现 ##### 1. 基于Jedis原生API实现 ```java import redis.clients.jedis.Jedis; import java.util.Collections; public class RedisLock { private static final String LOCK_KEY = "distributed_lock"; private static final String UUID = java.util.UUID.randomUUID().toString(); private static final int EXPIRE_TIME = 30; // 秒 // 获取锁 public static boolean acquireLock(Jedis jedis) { String result = jedis.set(LOCK_KEY, UUID, "NX", "EX", EXPIRE_TIME); return "OK".equals(result); } // 释放锁（Lua脚本保证原子性） public static void releaseLock(Jedis jedis) { String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " + "return redis.call('del', KEYS[1]) " + "else return 0 end"; jedis.eval(script, Collections.singletonList(LOCK_KEY), Collections.singletonList(UUID)); } } ``` **说明** - 使用`set`命令的`NX`（不存在时设置）和`EX`（过期时间）参数实现原子性加锁[^2]。 - 释放锁时通过Lua脚本判断UUID归属，避免误删其他客户端的锁。 --- ##### 2. 基于Redisson框架实现 ```java import org.redisson.Redisson; import org.redisson.api.RLock; import org.redisson.config.Config; public class RedissonLockDemo { public static void main(String[] args) { Config config = new Config(); config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379"); Redisson redisson = (Redisson) Redisson.create(config); RLock lock = redisson.getLock("distributed_lock"); try { // 尝试加锁，等待时间10秒，锁自动释放时间30秒 if (lock.tryLock(10, 30, java.util.concurrent.TimeUnit.SECONDS)) { // 执行业务逻辑 System.out.println("Lock acquired"); } } finally { lock.unlock(); } } } ``` **说明** - Redisson自动处理锁续期（看门狗机制），避免业务未完成时锁过期[^1]。 - 支持可重入锁、公平锁等高级特性[^1]。 --- #### 三、技术选型对比 | 实现方式 | 优点 | 缺点 | |------------|-------------------------------|---------------------------| | Jedis原生 | 轻量级，灵活性高 | 需手动处理锁续期、原子性 | | Redisson | 功能完善，支持自动续期、重入 | 依赖Redisson框架，较重 | ---