应用现状

在传统单机部署的情况下，可以使用Java并发处理相关的API（如ReentrantLock或synchronized）进行互斥控制。这种Java提供的原生锁机制可以保证在同一个Java虚拟机进程内的多个线程同步执行，避免出现无序现象。

但在互联网场景，如商品秒杀中，随着整个系统的并发飙升，需要多台机器并发运行，假设此时两个用户的请求同时到来，但落在了不同的机器上，虽然这两个请求是可以同时执行，但是因为两个机器运行在两个不同的Java虚拟机里面，他们加的锁只对属于自己Java虚拟机里面的线程有效，对于其他Java虚拟机的线程是无效的。因此，Java提供的原生锁机制在多机部署场景下失效了，这是因为两台机器加的锁不是同一个锁（两个锁在不同的Java虚拟机里面），这样便会出现库存超卖的现象。

解决方案

基于存在的现状，我们只要保证两台机器加的锁是同一个锁，用加锁的方式对某种资源进行顺序访问控制。这就需要分布式锁登场了。

分布式锁的思路是：在整个系统提供一个全局、唯一的获取锁的“东西”，然后每个系统在需要加锁时，都去问这个“东西”拿到一把锁，这样不同的系统拿到的就可以认为是同一把锁。

当前分布式加锁主要有三种方式：（磁盘）数据库、缓存数据库、Zookeeper。

使用分布式缓存服务中Redis类型的缓存实例实现分布式加锁，有几大优势：

1、加锁操作简单，使用SET、GET、DEL等几条简单命令即可实现锁的获取和释放。

2、性能优越，缓存数据的读写优于磁盘数据库与Zookeeper。

3、可靠性强，分布式缓存Redis有主备和集群实例类型，避免单点故障。

对分布式应用加锁，能够避免出现库存超卖及无序访问等现象，实战：如何使用Redis对分布式应用加锁。

前提条件

1、已购买弹性云服务器（ECS）且系统类型为Windows。

2、在ECS上安装JDK1.8以上版本和Eclipse，下载jedis客户端（点此处直接下载jar包）。

3、已购买分布式缓存Redis缓存实例且和ECS选择相同虚拟私有云、子网以及安全组。

操作步骤

1、在ECS上运行Eclipse，创建一个java工程，为示例代码分别创建一个分布式锁实现类DistributedLock.java和测试类CaseTest.java，将jedis客户端作为libs引用到工程中。

2、将分布式缓存Redis缓存实例的连接地址、端口以及连接密码配置到分布式锁实现类DistributedLock.java示例代码文件中。在DistributedLock.java中，host及port配置为实例的连接地址及端口号，在getLockWithTimeout、releaseLock方法中需配置passwd值为实例访问密码。

3、将测试类CaseTest中加锁部分注释掉，变成无锁情况。

4、编译及运行无锁的类，运行结果是抢购无序的。

5、取消测试类CaseTest中注释的加锁内容，编译并运行得到有序的抢购。

详细步骤及代码详情请参考：使用DCS实现热点资源顺序访问

华为云分布式缓存服务DCS，提供单机、主备、集群等丰富的缓存类型，满足用户高读写性能及快速数据访问的业务诉求。华为云控制台提供一键式创建缓存实例，以及丰富的实例管理操作，帮助用户省去运维烦恼。如何创建并连接一个Redis缓存实例为例，带大家快速上手分布式缓存技术。

准备环境

登录华为云控制台。在控制台页面中选择“网络> 虚拟私有云”，创建VPC（虚拟私有云），用于对缓存实例进行安全网络隔离。

在控制台页面中选择“计算> 弹性云服务器”，创建一台弹性云服务器（ECS），用于下载客户端连接缓存实例。

 创建实例

登录华为云控制台，选择“应用服务> 分布式缓存服务”，选择计费模式。

在DCS总览页面，单击“购买缓存实例”，选择实例配置，创建实例。

连接缓存实例

缓存实例创建成功后，在DCS实例管理页找到实例连接地址和端口。

登录ECS，下载和安装客户端。

连接实例。

读写缓存数据。

上述就是创建并连接一个Redis缓存实例为例的教程，快来创建一个高性能的服务吧。

了解详情：点击此处前往

场景介绍

在网页和APP中常常需要用到榜单的功能，对某个key-value的列表进行降序显示。当操作和查询并发大的时候，使用传统数据库就会遇到性能瓶颈，造成较大的时延。

使用分布式缓存服务（DCS）的Redis版本，可以实现一个商品热销排行榜的功能。它的优势在于：

数据保存在缓存中，读写速度非常快。

提供字符串（String）、链表（List）、集合（Set）、哈希（Hash）等多种数据结构类型的存储。

实践指导

1、准备一台弹性云服务器（ECS），选择Windows系统类型。

2、在ECS上安装JDK1.8以上版本和Eclipse，下载jedis客户端（点此处直接下载jar包）。

3、在华为云控制台购买DCS缓存实例。注意和ECS选择相同虚拟私有云、子网以及安全组。

4、在ECS上运行Eclipse，创建一个java工程，为示例代码创建一个productSalesRankDemo.java文件，并将jedis客户端作为library引用到工程中。

5、将DCS缓存实例的连接地址、端口以及连接密码配置到示例代码文件中。

6、编译并运行得到结果。

代码示例参考：点击这里前往代码示例

运行结果

编译并运行以上Demo程序，运行结果：点击这里前往运行结果

如何处理优化大Key和热Key

大Key

进行大Key拆分，分为以下几种场景：

该对象为String类型的大Key：可以尝试将对象分拆成几个Key-Value， 使用MGET或者多个GET组成的pipeline获取值，分拆单次操作的压力，对于集群来说可以将操作压力平摊到多个分片上，降低对单个分片的影响。

该对象为集合类型的大Key，并且需要整存整取：在设计上严格禁止这种场景的出现，因为无法拆分。有效的方法是将该大Key从Redis去除，单独放到其余存储介质上。

该对象为集合类型的大Key，每次只需操作部分元素：将集合类型中的元素分拆。以Hash类型为例，可以在客户端定义一个分拆Key的数量N，每次对HGET和HSET操作的field计算哈希值并取模N，确定该field落在哪个Key上，实现上类似于Redis Cluster的计算slot的算法。

将大Key单独转移到其余存储介质。

无法拆分的大Key建议使用此方法，将不适用Redis能力的数据存至其它存储介质，如SFS或者其余NoSQL数据库，并在Redis中删除该大Key。

注意：禁止使用DEL直接删除大Key，可能会造成Redis阻塞，甚至主备倒换。

合理设置过期时间并对过期数据定期清理。

合理设置过期时间，避免历史数据在Redis中大量堆积。由于Redis的惰性删除策略，过期数据可能并不能及时清理，如果发现Redis过期Key清理较慢，建议配置过期Key扫描。

热Key

使用读写分离。

如果热Key主要是读流量较大，则可以在客户端配置读写分离，降低对主节点的影响。还可以增加多个副本以满足读需求，但是备机较多也有相应的影响，华为云DCS主备节点之间使用的是星型复制，即所有的备节点都直接和主节点保持同步，这样能保证备节点之间相互独立，且复制延迟较小。缺点是在备节点数量较多的情况下，主节点的CPU和网络负载会较高。

使用客户端缓存/本地缓存。

该方案需要提前了解业务的热点Key有哪些，设计客户端/本地和远端Redis的两级缓存架构，热点数据优先从本地缓存获取，写入时同时更新，这样能够分担热点数据的大部分读压力。缺点是需要修改客户端架构和代码，改造成本较高。

设计熔断。

热Key极易造成缓存击穿，高峰期请求都直接透传到后端数据库上，从而导致业务雪崩。因此热Key的优化一定需要设计系统的熔断，在发生击穿的场景下进行限流和服务下调，保护系统的可用性。

如何发现大Key和热Key