背景

某些場景下，有可能一個(gè)方法不能被并發(fā)執(zhí)行，有可能一個(gè)方法的特定參數(shù)不能被并發(fā)執(zhí)行。比如不能將一個(gè)消息發(fā)送多次，創(chuàng)建緩存最好只創(chuàng)建一次等等。為了實(shí)現(xiàn)上面的目標(biāo)我們就需要采用同步機(jī)制來完成，但同步的邏輯如何實(shí)現(xiàn)呢，是否會(huì)影響到原有邏輯呢？

嵌入式

這里講的嵌入式是說獲取鎖以及釋放鎖的邏輯與業(yè)務(wù)代碼耦合在一起，又分分布式與單機(jī)兩種不同場景的不同實(shí)現(xiàn)。

單機(jī)版本

下面方法，每個(gè)productId不允許并發(fā)訪問，所以這里可以直接用synchronized來鎖定不同的參數(shù)。

@Servicepublic class ProductAppService { public void invoke(Integer productId) { synchronized (productId) { try {Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace(); } System.out.print('productId:' + productId+' time:'+new Date()); } }}

測試腳本：三個(gè)相同的參數(shù)0，兩個(gè)不同的參數(shù)1和2，通過一個(gè)多線程的例子來模似。如果有并發(fā)請求的測試工具可能效果會(huì)更好。

private void testLock(){ ExecutorService executorService= Executors.newFixedThreadPool(5); executorService.submit(new Runnable() { @Override public void run() { productAppService.invoke2(0); } }); executorService.submit(new Runnable() { @Override public void run() { productAppService.invoke2(0); } }); executorService.submit(new Runnable() { @Override public void run() { productAppService.invoke2(0); } }); executorService.submit(new Runnable() { @Override public void run() { productAppService.invoke2(1); } }); executorService.submit(new Runnable() { @Override public void run() { productAppService.invoke2(2); } }); executorService.shutdown();}

測試結(jié)果如下，0,1,2三個(gè)請求未被阻塞，后面的兩個(gè)0被阻塞。

分布式版本

分布式的除了鎖機(jī)制不同之外其它的測試方法相同，這里只貼出鎖的部分：

public void invoke2(Integer productId) { RLock lock=this.redissonService.getRedisson().getLock(productId.toString()); try { boolean locked=lock.tryLock(3000,500, TimeUnit.MILLISECONDS); if(locked){ Thread.sleep(1000); System.out.print('productId:' + productId+' time:'+new Date()); } } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } finally { lock.unlock(); }}

嵌入式的缺點(diǎn)

比較明顯的就是鎖的邏輯與業(yè)務(wù)邏輯混合在一起，增加了程序復(fù)雜度而且也不利于鎖機(jī)制的更替。

注解式

能否將鎖的邏輯隱藏起來，通過在特定方法上增加注解來實(shí)現(xiàn)呢？就像Spring Cache的應(yīng)用。當(dāng)然是可以的，這里我們只需要解決如下三個(gè)問題：

定義注解

鎖一般有如下幾個(gè)屬性：

key，鎖對象的標(biāo)識(shí)，就是上面提到的方法的某些參數(shù)。一般由方法所屬類的完全限定名，方法名以及指定的參數(shù)構(gòu)成。 maximumWaiteTime,最大等待時(shí)間，避免線程死循環(huán)。 expirationTime，鎖的生命周期，可以有效避免因特殊原因未釋放鎖導(dǎo)致其它線程永遠(yuǎn)獲取不到鎖的局面。 timeUnit，配合上面兩個(gè)屬性使用，時(shí)間單位。

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)@Target(ElementType.METHOD)public @interface RequestLockable { String[] key() default ''; long maximumWaiteTime() default 2000; long expirationTime() default 1000; TimeUnit timeUnit() default TimeUnit.MILLISECONDS;}

實(shí)現(xiàn)注解

由于我們的目標(biāo)是注解式鎖，這里通過AOP的方式來實(shí)現(xiàn)，具體依賴AspectJ，創(chuàng)建一個(gè)攔截器：

public abstract class AbstractRequestLockInterceptor { protected abstract Lock getLock(String key); protected abstract boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit,Lock lock) throws InterruptedException; /** * 包的表達(dá)式目前還有待優(yōu)化 TODO */ @Pointcut('execution(* com.chanjet.csp..*(..)) && @annotation(com.chanjet.csp.product.core.annotation.RequestLockable)') public void pointcut(){} @Around('pointcut()') public Object doAround(ProceedingJoinPoint point) throws Throwable{ Signature signature = point.getSignature(); MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) signature; Method method = methodSignature.getMethod(); String targetName = point.getTarget().getClass().getName(); String methodName = point.getSignature().getName(); Object[] arguments = point.getArgs(); if (method != null && method.isAnnotationPresent(RequestLockable.class)) { RequestLockable requestLockable = method.getAnnotation(RequestLockable.class); String requestLockKey = getLockKey(method,targetName, methodName, requestLockable.key(), arguments); Lock lock=this.getLock(requestLockKey); boolean isLock = this.tryLock(requestLockable.maximumWaiteTime(),requestLockable.expirationTime(), requestLockable.timeUnit(),lock); if(isLock) {try { return point.proceed();} finally { lock.unlock();} } else {throw new RuntimeException('獲取鎖資源失敗'); } } return point.proceed(); } private String getLockKey(Method method,String targetName, String methodName, String[] keys, Object[] arguments) { StringBuilder sb = new StringBuilder(); sb.append('lock.').append(targetName).append('.').append(methodName); if(keys != null) { String keyStr = Joiner.on('.').skipNulls().join(keys); if(!StringUtils.isBlank(keyStr)) {LocalVariableTableParameterNameDiscoverer discoverer = new LocalVariableTableParameterNameDiscoverer();String[] parameters =discoverer.getParameterNames(method);ExpressionParser parser = new SpelExpressionParser();Expression expression = parser.parseExpression(keyStr);EvaluationContext context = new StandardEvaluationContext();int length = parameters.length;if (length > 0) { for (int i = 0; i < length; i++) { context.setVariable(parameters[i], arguments[i]); }}String keysValue = expression.getValue(context, String.class);sb.append('#').append(keysValue); } } return sb.toString(); }}

注意如下幾點(diǎn)：

為什么會(huì)存在抽象方法？那是為下面的將注解機(jī)制與具體的鎖實(shí)現(xiàn)解耦服務(wù)的，目的是希望注解式鎖能夠得到復(fù)用也便于擴(kuò)展。鎖的key生成規(guī)則是什么？前綴一般是方法所在類的完全限定名，方法名稱以及spel表達(dá)式來構(gòu)成，避免重復(fù)。SPEL表達(dá)式如何支持？

LocalVariableTableParameterNameDiscoverer它在Spring MVC解析Controller的參數(shù)時(shí)有用到，可以從一個(gè)Method對象中獲取參數(shù)名稱列表。SpelExpressionParser是標(biāo)準(zhǔn)的spel解析器，利用上面得來的參數(shù)名稱列表以及參數(shù)值列表來獲取真實(shí)表達(dá)式。

問題

基于aspectj的攔截器，@Pointcut中的參數(shù)目前未找到動(dòng)態(tài)配置的方法，如果有解決方案的可以告訴我。

將注解機(jī)制與具體的鎖實(shí)現(xiàn)解耦

注解式鎖理論上應(yīng)該與具體的鎖實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)分離，客戶端可以任意指定鎖，可以是單機(jī)下的ReentrantLock也可以是基于redis的分布式鎖，當(dāng)然也可以是基于zookeeper的鎖，基于此目的上面我們創(chuàng)建的AbstractRequestLockInterceptor這個(gè)攔截器是個(gè)抽象類。看下基于redis的分布式鎖的子類實(shí)現(xiàn)：

@Aspectpublic class RedisRequestLockInterceptor extends AbstractRequestLockInterceptor { @Autowired private RedissonService redissonService; private RedissonClient getRedissonClient(){ return this.redissonService.getRedisson(); } @Override protected Lock getLock(String key) { return this.getRedissonClient().getLock(key); } @Override protected boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit,Lock lock) throws InterruptedException { return ((RLock)lock).tryLock(waitTime,leaseTime,unit); }}

注解式鎖的應(yīng)用

只需要在需要同步的方法上增加@RequestLockable,然后根據(jù)需要指定或者不指定key，也可以根據(jù)實(shí)際場景配置鎖等待時(shí)間以及鎖的生命周期。

@RequestLockable(key = {'#productId'}) public void invoke3(Integer productId) { try { Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } System.out.print('productId:' + productId+' time:'+new Date()); }

當(dāng)然為了攔截器生效，我們需要在配置文件中配置上攔截器。

<bean class='com.product.api.interceptor.RedisRequestLockInterceptor'></bean><aop:aspectj-autoproxy proxy-target- />

注解式鎖的優(yōu)點(diǎn)：鎖的邏輯與業(yè)務(wù)代碼完全分離，降低了復(fù)雜度。靈活的spel表達(dá)式可以靈活的構(gòu)建鎖的key。支持多種鎖，可以隨意切換而不影響業(yè)務(wù)代碼。

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