分布式锁 starter

分布式锁 starter

介绍

说明

工程接口(扩展点):

         接口->com.javacoo.lock.client.api.Lock

基于xkernel 提供的SPI机制,结合SpringBoot注解 ConditionalOnBean,ConditionalOnProperty实现。

类关系图

Lock.png

项目结构

lock-spring-boot-starter
 └── src
    ├── main  
    │   ├── java  
    │   │   └── com.javacoo 
    │   │   ├────── lock
    │   │   │         ├──────client
    │   │   │         │         ├── api
    │   │   │         │         │     ├── annotation
    │   │   │         │         │     │      └── MethodLock 锁注解
    │   │   │         │         │     ├── client
    │   │   │         │         │     │      └── Lock 锁接口
    │   │   │         │         │     ├── aspect
    │   │   │         │         │     │      └── LockAspect 锁切面
    │   │   │         │         │     ├── config
    │   │   │         │         │     │      └── LockConfig 锁配置
    │   │   │         │         │     ├── exception
    │   │   │         │         │            └── LockException 锁异常
    │   │   │         │         └── internal 接口内部实现
    │   │   │         │               ├── redis
    │   │   │         │                      ├── RedissionConfig Redission配置类
    │   │   │         │                      └── RedssionLock 锁接口实现类
    │   │   │         └──────starter
    │   │   │                   ├── LockAutoConfiguration 自动配置类
    │   │   │                   └── LockHolder 锁接口对象持有者
    │   └── resource  
    │       ├── META-INF
    │             └── ext
    │                  └── internal
    │                          └── com.javacoo.lock.client.api.Lock
    └── test  测试

如何使用

  1. pom依赖:

<dependency>
   <groupId>com.javacoo</groupId>
   <artifactId>lock-spring-boot-starter</artifactId>
   <version>1.0.0</version></dependency>

  • 配置参数,如果使用默认实现,则无需配置,如要扩展则需要,配置如下:

  • #lock是否可用,默认可用
    lock.enabled = true
    #lock实现,默认内部实现
    lock.impl = default

    1. 方法加注解,如:

    注解说明

    字段类型说明
    fieldNameString[]指定需要加入锁的字段,默认为空
    timeInSecondint锁的有效时间,单位为秒,默认值为60
    waitTimeint等待时间,单位为秒,默认值为0
    paramIndexint指定参数在参数列表中的索引,默认值为0
    coolingTimeint方法冷却时间,多久能调用一次该方法,单位为秒,默认值为0,不限制

    示例

    //参数级锁@MethodLock(fieldName = "applNo")@Overridepublic BaseResponse gjjloanConfirm(LoanConfirmRequest request) {
     ...}     //参数级锁,带冷却时间@MethodLock(fieldName = "username",coolingTime = 10)public ResponseEntity login(@RequestBody UserLoginRequest loginRequest, HttpServletRequest request)  {
     ...}       //方法级锁@MethodLockpublic void divisionCase() {
     ...}

    SPI扩展

    基于xkernel 提供的SPI机制,扩展非常方便,大致步骤如下:

    1. 实现锁接口:如 com.xxxx.xxxx.MyLockImpl

    2. 配置锁接口:

      • 在项目resource目录新建包->META-INF->services

      • 创建com.javacoo.lock.client.api.Lock文件,文件内容:实现类的全局限定名,如:

    myLock=com.xxxx.xxxx.MyLockImpl

    • 修改配置文件,添加如下内容:

    #lock实现
    lock.impl = myLock

    默认实现

    1、锁接口:

    /**
     * 锁接口
     * <li></li>
     *
     * @author: duanyong
     * @since: 2020/6/22 10:19
     */@Spi(LockConfig.DEFAULT_IMPL)public interface Lock<T> {
        /**超时时间*/
        int TIMEOUT_SECOND = 60;
        /**
         * 对lockKey加锁
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:30
         * @param lockKey:lockKey
         * @return: T 锁对象
         */
        T lock(String lockKey);
        /**
         * 对lockKey加锁,timeout后过期
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:31
         * @param lockKey: lockKey
         * @param timeout: 锁超时时间,单位:秒
         * @return: T 锁对象
         */
        T lock(String lockKey, int timeout);
        /**
         * 对lockKey加锁,指定时间单位,timeout后过期
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:33
         * @param lockKey: lockKey
         * @param unit: 时间单位
         * @param timeout: 锁超时时间
         * @return: T 锁对象
         */
        T lock(String lockKey, TimeUnit unit , int timeout);
        /**
         * 尝试获取锁
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:35
         * @param lockKey: lockKey
         * @return: boolean 是否成功,成功返回:true
         */
        boolean tryLock(String lockKey);
        /**
         * 尝试获取锁
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:35
         * @param lockKey: lockKey
         * @param waitTime:最多等待时间
         * @param timeout:上锁后自动释放锁时间
         * @return: boolean 是否成功,成功返回:true
         */
        boolean tryLock(String lockKey, int waitTime, int timeout);
        /**
         * 尝试获取锁
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:36
         * @param lockKey: lockKey
         * @param unit:时间单位
         * @param waitTime:最多等待时间
         * @param timeout:上锁后自动释放锁时间
         * @return: boolean 是否成功,成功返回:true
         */
        boolean tryLock(String lockKey, TimeUnit unit, int waitTime, int timeout);
        /**
         * 释放锁
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:37
         * @param lockKey: lockKey
         * @return: void
         */
        void unlock(String lockKey);
        /**
         * 释放锁
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:37
         * @param lock:锁对象
         * @return: void
         */
        void unlock(T lock);}

    2、实现锁接口,如默认实现:

    /**
     * 锁接口实现类
     * <li>基于Redssion</li>
     *
     * @author: duanyong
     * @since: 2020/6/22 10:39
     */@Slf4jpublic class RedssionLock implements Lock<RLock> {
        /**约定缓存前缀:appId:模块:key*/
        public static final String CACHE_PREFIX_KEY ="javacoo:service:lock:";
        @Autowired
        private RedissonClient redissonClient;
        /**
         * 对lockKey加锁
         * <li>阻塞获取锁</li>
         *
         * @param lockKey :lockKey
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:30
         * @return: T 锁对象
         */
        @Override
        public RLock lock(String lockKey) {
            log.info(">>>>> lock key[{}]",lockKey);
            Assert.hasText(lockKey,"lockKey 不能为空");
            RLock lock = redissonClient.getLock(CACHE_PREFIX_KEY +lockKey);
            lock.lock();
            return lock;
        }
    
        /**
         * 对lockKey加锁,timeout后过期
         * <li></li>
         *
         * @param lockKey : lockKey
         * @param timeout : 锁超时时间,单位:秒
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:31
         * @return: T 锁对象
         */
        @Override
        public RLock lock(String lockKey, int timeout) {
            return lock(lockKey, TimeUnit.SECONDS,timeout);
        }
    
        /**
         * 对lockKey加锁,指定时间单位,timeout后过期
         * <li></li>
         *
         * @param lockKey : lockKey
         * @param unit : 时间单位
         * @param timeout : 锁超时时间
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:33
         * @return: T 锁对象
         */
        @Override
        public RLock lock(String lockKey, TimeUnit unit, int timeout) {
            log.info(">>>>> lockKey:{},TimeUnit:{},timeout:{}",lockKey,unit,timeout);
            Assert.hasText(lockKey,"lockKey 不能为空");
            RLock lock = redissonClient.getLock(CACHE_PREFIX_KEY +lockKey);
            lock.lock(timeout, unit);
            return lock;
        }
    
        /**
         * 尝试获取锁
         * <li>获取锁失败立即返回,上锁后60秒自动释放锁</li>
         *
         * @param lockKey : lockKey
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:35
         * @return: boolean 是否成功,成功返回:true
         */
        @Override
        public boolean tryLock(String lockKey) {
            return tryLock(lockKey,0,60);
        }
    
        /**
         * 尝试获取锁
         * <li></li>
         *
         * @param lockKey : lockKey
         * @param waitTime :最多等待时间
         * @param timeout :上锁后自动释放锁时间
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:35
         * @return: boolean 是否成功,成功返回:true
         */
        @Override
        public boolean tryLock(String lockKey, int waitTime, int timeout) {
            return tryLock(lockKey, TimeUnit.SECONDS,waitTime,timeout);
        }
    
        /**
         * 尝试获取锁
         * <li></li>
         *
         * @param lockKey : lockKey
         * @param unit :时间单位
         * @param waitTime :最多等待时间
         * @param timeout :上锁后自动释放锁时间
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:36
         * @return: boolean 是否成功,成功返回:true
         */
        @Override
        public boolean tryLock(String lockKey, TimeUnit unit, int waitTime, int timeout) {
            Assert.hasText(lockKey,"lockKey 不能为空");
            lockKey = CACHE_PREFIX_KEY +lockKey;
            log.info(">>>>> tryLock lockKey:{},TimeUnit:{},waitTime:{},timeout:{}",lockKey,unit,waitTime,timeout);
            RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
            try {
                return lock.tryLock(waitTime, timeout, unit);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                log.error("尝试获取锁:{},TimeUnit:{},waitTime:{},timeout:{},失败",lockKey,unit,waitTime,timeout,e);
            }
            return false;
        }
    
        /**
         * 释放锁
         * <li></li>
         *
         * @param lockKey : lockKey
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:37
         * @return: void
         */
        @Override
        public void unlock(String lockKey) {
            lockKey = CACHE_PREFIX_KEY +lockKey;
            try {
                RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
                if(!lock.isLocked()){
                    log.error(">>>>> unlock lockKey fail:{},isLocked:{}",lockKey,lock.isLocked());
                    return;
                }
                if(!lock.isHeldByCurrentThread()){
                    log.error(">>>>> unlock lockKey fail:{},isHeldByCurrentThread:{}",lockKey,lock.isHeldByCurrentThread());
                    return;
                }
                lock.unlock();
                log.info(">>>>> unlock lockKey success:{}",lockKey);
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                log.error("释放锁失败:{}",lockKey,e);
            }
        }
    
        /**
         * 释放锁
         * <li></li>
         *
         * @param lock :锁对象
         * @author duanyong
         * @date 2020/6/22 10:37
         * @return: void
         */
        @Override
        public void unlock(RLock lock) {
            lock.unlock();
        }

    3、锁注解

    /**
     * 服务锁注解
     * <li></li>
     * @author duanyong
     * @date 2020/10/14 9:20
     */@Documented@Inherited@Target({ElementType.METHOD})@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)public @interface MethodLock {
    
      /**
         * 指定需要加入锁的字段
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/10/14 9:21
         * @return: java.lang.String[]
         */
        String[] fieldName() default {};
        /**
         * 锁的有效时间,单位为秒,默认值为60
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/10/14 9:21
         * @return: int
         */
        int timeInSecond() default 60;
        /**
         * 等待时间,单位为秒,默认值为0
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2022/10/8 9:34
         * @param
         * @return: int
         */
        int waitTime() default 0;
        /**
         * 指定参数在参数列表中的索引
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2020/10/14 9:22
         * @return: int
         */
        int paramIndex() default 0;
        /**
         * 方法冷却时间
         * <li>多久能调用一次该方法,单位为秒,默认值为0,不限制</li>
         * @author duanyong
         * @date 2023/1/9 15:52
    
         * @return: int
         */
        int coolingTime() default 0;}

    4、锁切面

    /**
     * 业务拦截器
     * <li></li>
     * @author duanyong
     * @date 2021/3/1 15:56
     */@Slf4j@Aspect@Componentpublic class LockAspect {
        /**锁对象*/
        @Autowired
        private Lock lock;
    
    
       @Around("@annotation(methodLock)")
        public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint, MethodLock methodLock) throws Throwable {
            MethodSignature signature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();
            // 获取被拦截的方法
            Method method = signature.getMethod();
            // 获取被拦截的类名
            String className = signature.getDeclaringType().getSimpleName();
            // 获取被拦截的方法名
            String methodName = method.getName();
            log.info("[加锁交易]请求开始,方法口名:{}", className+"."+methodName);
            //生成锁KEY
            Optional<String> lockKeyOptional = generateKey(joinPoint.getArgs(),className,methodName,methodLock);
            if(lockKeyOptional.isPresent()){
                String lockKey = lockKeyOptional.get();
                if(tryLock(lockKey,methodLock) && enabled(lockKey,methodLock)){
                    try {
                        log.info("[加锁交易]加锁成功,MethodName:{},key:{}",methodName,lockKey);
                        return joinPoint.proceed();
                    } catch (Exception e) {
                        log.error("[加锁交易]执行方法发生异常,MethodName:{},lockKey:{},Exception:{}",methodName,lockKey,e);
                        throw e;
                    }finally {
                        lock.unlock(lockKey);
                        log.info("[加锁交易]方法解锁,MethodName:{},key:{}",methodName,lockKey);
                    }
                }else{
                    log.error("[加锁交易]过滤频繁操作,加锁失败,Key:{}",lockKey);
                    return null;
                }
            }else{
                return joinPoint.proceed();
            }
        }
    
        /**
         * 对添加RedisLock注解的方法进行重复访问限制
         * @param cacheKey
         * @param methodLock
         */
        private boolean tryLock(String cacheKey,MethodLock methodLock) {
            boolean isLocked = lock.tryLock(cacheKey, TimeUnit.SECONDS,methodLock.waitTime(),methodLock.timeInSecond());
            if(isLocked){
                log.info("[交易系统拦截器]加锁成功,KEY:{}",cacheKey);
            }
            return isLocked;
        }
        /**
         * 方法是否可用
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2023/1/9 16:09
    
         * @param cacheKey 缓存KEY
         * @param methodLock 锁接口
         * @return: boolean
         */
        private boolean enabled(String cacheKey,MethodLock methodLock) {
            if(methodLock.coolingTime() > 0){
                String coolTimeKey = cacheKey+"_disabled";
                boolean isDisabled = lock.tryLock(coolTimeKey, TimeUnit.SECONDS,methodLock.waitTime(),methodLock.coolingTime());
                if(isDisabled){
                    log.info("[交易系统拦截器]方法冻结成功,KEY:{}",coolTimeKey);
                }
                return isDisabled;
            }
            return true;
        }
        /**
         * 生成锁的key key=类名-方法名-参数集合
         * <li></li>
         * @author duanyong
         * @date 2021/4/29 13:08
         * @param args: 参数
         * @param className: 类名
         * @param methodName: 方法名
         * @param methodLock: 锁接口
         * @return: java.lang.String 锁的key
         */
        private Optional<String> generateKey(Object[] args, String className, String methodName, MethodLock methodLock) throws Exception {
            try{
                //根据参数列表索引获取入参 默认为第一个参数
                StringBuilder keyBuilder = new StringBuilder();
                //参数为空,则为方法锁
                if(args == null || args.length <= 0){
                    keyBuilder.append(className)
                            .append("-")
                            .append(methodName);
                    return Optional.of(keyBuilder.toString());
                }
                Object param = args[methodLock.paramIndex()];
                List<String> fieldValueList = new ArrayList<>();
                String[] fieldNames = methodLock.fieldName();
                if(param instanceof String){
                    fieldValueList.add(String.valueOf(param));
                }else if(param instanceof Long){
                    fieldValueList.add(String.valueOf(param));
                }else{
                    String jsonString = JSON.toJSONString(param);
                    JSONObject jsonObject = JSON.parseObject(jsonString);
                    for (String filedName:fieldNames){
                        if(jsonObject.containsKey(filedName)){
                            fieldValueList.add(jsonObject.getString(filedName));
                        }
                    }
                }
    
                keyBuilder.append(className)
                        .append("-")
                        .append(methodName)
                        .append("-")
                        .append(fieldValueList);
                return Optional.of(keyBuilder.toString());
            }catch (Exception e){
                log.error("生成锁的key失败",e);
            }
            return Optional.empty();
        }}

    5、锁接口对象持有者

    /**
     * 锁接口对象持有者
     * <li></li>
     *
     * @author: duanyong
     * @since: 2021/3/16 8:56
     */public class LockHolder {
        /** 锁对象*/
        static Lock lock;
    
        public static Optional<Lock> getLock() {
            return Optional.ofNullable(lock);
        }}

    6、自动配置。

    /**
     * 自动配置类
     * <li></li>
     * @author duanyong
     * @date 2021/3/5 9:50
     */@Slf4j@Configuration                                                                                                                              @EnableConfigurationProperties(value = LockConfig.class)@ConditionalOnClass(Lock.class)@ConditionalOnProperty(prefix = LockConfig.PREFIX, value = LockConfig.ENABLED, matchIfMissing = true)public class LockAutoConfiguration {
        @Autowired                                                                                                                              
        private LockConfig lockConfig;
        @Bean
        @ConditionalOnMissingBean(Lock.class)
        public Lock createLock() {
            log.info("初始化分布式锁,实现类名称:{}",lockConfig.getImpl());
            LockHolder.lock = ExtensionLoader.getExtensionLoader(Lock.class).getExtension(lockConfig.getImpl());
            log.info("初始化分布式锁成功,实现类:{}",LockHolder.lock);
            return LockHolder.lock;
        }
    
        @Bean
        public LockAspect createLockAspect() {
            return new LockAspect();
        }