Redis と Java を使用して分散ロック機能を開発する方法

Redis と Java を使用して分散ロック機能を開発する方法

1. はじめに
   分散ロックとは、共有リソースへのアクセスの相互排他を実現することです。分散システムの仕組み。複数のノードが共有リソースに同時にアクセスする場合、1 つのノードのみがアクセスし、他のノードは待機する必要があることを確認する必要があります。 Redis は、高性能かつ信頼性の高い一般的に使用されるインメモリ データベースであり、分散ロックの実装に非常に適しています。
2. Redis の setnx コマンド
   Redis の setnx コマンドはキーの値を設定するために使用できますが、設定操作はキーが存在しない場合にのみ実行されます。この機能を使用して、分散ロック取得操作を実装できます。 setnx コマンドを使用して、最初に有効期限付きのキーの設定を試みます。設定が成功した場合は、ロックが正常に取得されたことを意味します。そうでない場合は、ロックが他のノードによって取得されたことを意味します。
3. Java コードの例
   次は、Java 言語と Redis を使用して分散ロックを実装するサンプル コードです。

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class DistributedLock {
    private static final String LOCK_KEY = "distributed_lock";
    private static final int LOCK_TIMEOUT = 3 * 1000; // 锁的超时时间，单位为毫秒
    
    private Jedis jedis;

    public DistributedLock(Jedis jedis) {
        this.jedis = jedis;
    }

    public boolean lock() {
        long start = System.currentTimeMillis();
        try {
            while (true) {
                String result = jedis.set(LOCK_KEY, "locked", "NX", "PX", LOCK_TIMEOUT);
                if ("OK".equals(result)) {
                    return true;
                } else {
                    // 进行重试
                    Thread.sleep(100);
                }
                long end = System.currentTimeMillis();
                if (end - start > LOCK_TIMEOUT) {
                    // 超时退出
                    return false;
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
            return false;
        }
    }

    public void unlock() {
        jedis.del(LOCK_KEY);
    }
}

4. サンプルの説明
   上記の内容Jedis ライブラリを使用して Redis を操作するサンプル コード。まず、定数 LOCK_KEY が分散ロックのキーとして定義されます。このキーはすべてのノード間で一意である必要があります。さらに、ロック タイムアウトを表すために LOCK_TIMEOUT 定数が設定されます。

lock メソッドでは、まず開始時刻として現在時刻を取得し、次に無限ループを使用して分散ロックの取得を試みます。ループ内ではRedisのsetコマンドを使用して設定操作を行っており、設定キーはLOCK_KEY、値は「locked」、NXとPX オプション、NX はキーが存在しない場合にのみ設定操作が実行されることを意味し、PX は設定されたキーの有効期限を意味しますは LOCK_TIMEOUT ミリ秒です。

設定が成功した場合は、ロックが正常に取得されたことを意味し、メソッドは

true を返します。そうでない場合は、再試行が続行され、再試行ごとに 100 ミリ秒待機します。同時に、ロックを取得する時間が LOCK_TIMEOUT の値を超えているかどうかも判断する必要があります。超えている場合は、ロックを取得するまでの待ち時間が長すぎることを意味します。ロックを取得し、false を返します。

unlock メソッドで、del コマンドを呼び出して分散ロックのキーを削除します。

呼び出し例
5. サンプル コードを使用した呼び出し例を次に示します。
   

import redis.clients.jedis.Jedis;

public class LockTest {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("localhost");
        DistributedLock lock = new DistributedLock(jedis);
        try {
            if (lock.lock()) {
                // 获取到分布式锁后执行需要保护的代码
                System.out.println("获取到分布式锁");
                // ... 执行需要保护的代码
            } else {
                System.out.println("获取分布式锁失败");
            }
        } finally {
            lock.unlock();
        }
    }
}

呼び出し例では、最初に Jedis 接続オブジェクトが作成され、次にDistributedLock オブジェクト。Jedis 接続オブジェクトをパラメータとして渡します。 try-finallyブロックでは、まず分散ロックの取得を試み、成功した場合は「分散ロック取得」を出力し、保護する必要のあるコードを実行し、finallyブロックで分散ロックを解放します。
まとめ
6. Redis と Java 開発を使用することで、分散ロック機能を簡単に実装できます。ロック取得操作は Redis setnx コマンドを使用して実装でき、Java コードで Redis コマンドを簡単に呼び出して分散ロック クラスにカプセル化できます。実際のアプリケーションでは、分散ロックのタイムアウトを必要に応じて調整して、ロックを取得するまでの待ち時間が長くなりすぎないようにすることで、システムのパフォーマンスと同時実行性を向上させることができます。
   

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