SpringBoot-Starter 自动锁组件-编程知识

在日常业务开发的过程中，我们经常会遇到存在高并发的场景，这个时候都会选择使用redis来实现一个锁，来防止并发。

但是很多时候，我们可能业务完成后，就需要把锁释放掉，给下一个线程用，但是如果我们忘记了释放锁，可能就会存在死锁的问题。（对于使用锁不太熟练的话，这种情况时常发生，虽然很多时候，我们的锁是有过期时间的，但是如果忘记了释放，那么在这个过期时间内，还是会存在大的损失）。

还有一点就是，在我们使用redis实现一个锁的时候，我们需要导入redisClient，设置key，设置过期时间，设置是否锁等等一些重复的操作。前面的哪些步骤，很多都是重复的，所以我们可以想一个方法，来把重复的东西都抽象出来，做成统一的处理，同时哪些变化的值，提供一个设置的入口。

抽出来的东西，我们还可以封装成一个spring-boot-stater,这样我们只需要写一份，就可以在不同的项目中使用了。说干就干，下面我们使用redisson，完成一个自动锁的starter。

实现

首先，我们分析一下哪些东西是我们需要进行合并，哪些又是需要提供给使用方的。得到下面的一些问题

加锁、释放锁过程我们需要合并起来
锁key，加锁时间......这些需要给使用方注入
锁的key该怎么去生成（很多时候，我们需要根据业务字段去构造一个key，比如 user:{userId}）,那么这个userId该怎么获取？

我们从上面需要解决的问题，去思考需要怎么去实现。我们需要封装一些公共的逻辑，又需要提供一些配置的入库，这样的话，我们可以尝试一种方法，使用 注解+AOP,通过注解的方式完成加锁、解锁。（很多时候，如果需要抽出一些公共的方法，会用到注解+AOP去实现）

定义注解

AutoLock 注解

一个锁需要有的信息有，key，加锁的时间，时间单位，是否尝试加锁，加锁等待时间等等。（如果还有其他的业务需要，可以添加一个扩展内容，自己去解析处理）那么这个注解的属性就可以知道有哪些了

/*** 锁的基本信息*/
@Target({ElementType.METHOD})
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface AutoLock {/*** 锁前缀*/String prefix() default "anoxia:lock";/*** 加锁时间*/long lockTime() default 30;/*** 是否尝试加锁*/boolean tryLock() default true;/*** 等待时间，-1 不等待*/long waitTime() default -1;/*** 锁时间类型*/TimeUnit timeUnit() default TimeUnit.MILLISECONDS;}

LockField 注解

这个注解添加到参数属性上面，用来解决上面提到获取不同的业务参数内容构造key的问题。所以我们需要提供一个获取哪些字段来构造这个key配置，这里需要考虑两个问题:

1、参数是基本类型
2、参数是引用类型 - 这种类型需要从对象中拿到对象的属性值

/*** 构建锁的业务数据* @author huangle* @date 2023/5/5 15:01*/
@Target({ElementType.PARAMETER})
@Documented
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface LockField {String[] fieldNames() default {};}

定义切面

重点就在这个切面里面，我们需要在这里完成key的合成，锁的获取与释放。整个过程可以分为以下几步

获取锁的基本信息，构建key
加锁，执行业务
业务完成，释放锁

/*** 自动锁切面* 处理加锁解锁逻辑** @author huangle* @date 2023/5/5 14:50*/
@Aspect
@Component
public class AutoLockAspect {private final static Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(AutoLockAspect.class);@Resourceprivate RedissonClient redissonClient;private static final String REDIS_LOCK_PREFIX = "anoxiaLock";private static final String SEPARATOR = ":";/*** 定义切点*/@Pointcut("@annotation(cn.anoxia.lock.annotation.AutoLock)")public void lockPoincut() {}/*** 定义拦截处理方式** @return*/@Around("lockPoincut()")public Object doLock(ProceedingJoinPoint joinPoint) throws Throwable {// 获取需要加锁的方法MethodSignature methodSignature = (MethodSignature) joinPoint.getSignature();Method method = methodSignature.getMethod();// 获取锁注解AutoLock autoLock = method.getAnnotation(AutoLock.class);// 获取锁前缀String prefix = autoLock.prefix();// 获取方法参数Parameter[] parameters = method.getParameters();StringBuilder lockKeyStr = new StringBuilder(prefix);Object[] args = joinPoint.getArgs();// 遍历参数int index = -1;LockField lockField;// 构建keyfor (Parameter parameter : parameters) {Object arg = args[++index];lockField = parameter.getAnnotation(LockField.class);if (lockField == null) {continue;}String[] fieldNames = lockField.fieldNames();if (fieldNames == null || fieldNames.length == 0) {lockKeyStr.append(SEPARATOR).append(arg);} else {List<Object> filedValues = ReflectionUtil.getFiledValues(parameter.getType(), arg, fieldNames);for (Object value : filedValues) {lockKeyStr.append(SEPARATOR).append(value);}}}String lockKey = REDIS_LOCK_PREFIX + SEPARATOR + lockKeyStr;RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);// 加锁标志位boolean lockFlag = false;try {long lockTime = autoLock.lockTime();long waitTime = autoLock.waitTime();TimeUnit timeUnit = autoLock.timeUnit();boolean tryLock = autoLock.tryLock();try {if (tryLock) {lockFlag = lock.tryLock(waitTime, lockTime, timeUnit);} else {lock.lock(lockTime, timeUnit);lockFlag = true;}}catch (Exception e){LOGGER.error("加锁失败！，错误信息", e);throw new RuntimeException("加锁失败！");}if (!lockFlag) {throw new RuntimeException("加锁失败！");}// 执行业务return joinPoint.proceed();} finally {// 释放锁if (lockFlag) {lock.unlock();LOGGER.info("释放锁完成，key：{}",lockKey);}}}}

获取业务属性

这个是一个获取对象中字段的工具类，在一些常用的工具类里面也有实现，可以直接使用也可以自己实现一个

/*** @author huangle* @date 2023/5/5 15:17*/
public class ReflectionUtil {public static List<Object> getFiledValues(Class<?> type, Object target, String[] fieldNames) throws IllegalAccessException {List<Field> fields = getFields(type, fieldNames);List<Object> valueList = new ArrayList();Iterator fieldIterator = fields.iterator();while(fieldIterator.hasNext()) {Field field = (Field)fieldIterator.next();if (!field.isAccessible()) {field.setAccessible(true);}Object value = field.get(target);valueList.add(value);}return valueList;}public static List<Field> getFields(Class<?> claszz, String[] fieldNames) {if (fieldNames != null && fieldNames.length != 0) {List<String> needFieldList = Arrays.asList(fieldNames);List<Field> matchFieldList = new ArrayList();List<Field> fields = getAllField(claszz);Iterator fieldIterator = fields.iterator();while(fieldIterator.hasNext()) {Field field = (Field)fieldIterator.next();if (needFieldList.contains(field.getName())) {matchFieldList.add(field);}}return matchFieldList;} else {return Collections.EMPTY_LIST;}}public static List<Field> getAllField(Class<?> claszz) {if (claszz == null) {return Collections.EMPTY_LIST;} else {List<Field> list = new ArrayList();do {Field[] array = claszz.getDeclaredFields();list.addAll(Arrays.asList(array));claszz = claszz.getSuperclass();} while(claszz != null && claszz != Object.class);return list;}}
}

配置自动注入

在我们使用 starter 的时候，都是通过这种方式，来告诉spring在加载的时候，完成这个bean的初始化。这个过程基本是定死的。就是编写配置类，如果通过springBoot的EnableAutoConfiguration来完成注入。注入后，我们就可以直接去使用这个封装好的锁了。

/*** @author huangle* @date 2023/5/5 14:50*/
@Configuration
public class LockAutoConfig {@Beanpublic AutoLockAspect autoLockAspect(){return new AutoLockAspect();}}// spring.factories 中内容
org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=cn.anoxia.lock.config.LockAutoConfig

测试

我们先打包这个sarter，然后导入到一个项目里面（打包导入的过程就不说了，自己去看一下就可以）直接上测试类，下面执行后可以看到锁已经完成了释放。如果业务抛出异常导致中断也不用担心锁不会释放的问题，因为我们是在 finally 中释放锁的

/*** @author huangle* @date 2023/5/5 14:28*/
@RestController
@RequestMapping("/v1/user")
public class UserController {@AutoLock(lockTime = 3, timeUnit = TimeUnit.MINUTES)@GetMapping("/getUser")public String getUser(@RequestParam @LockField String name) {return "hello:"+name;}@PostMapping("/userInfo")@AutoLock(lockTime = 1, timeUnit = TimeUnit.MINUTES)public String userInfo(@RequestBody @LockField(fieldNames = {"id", "name"}) UserDto userDto){return userDto.getId()+":"+userDto.getName();}}