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设计一个利用事务特性可以阻塞线程的排他锁，并且通过注解和 AOP 来实现

news 来源：原创 2025/7/7 1:29:39

设计思路：
利用数据库表记录锁标识：通过唯一标识符（如方法名 + 参数），我们可以在数据库中插入一条记录，表示当前方法正在执行。这条记录需要记录插入时间。
注解：通过注解标识哪些方法需要加锁，我们可以动态生成唯一标识符。
AOP：使用 AOP 切面处理方法调用逻辑，确保在进入目标方法之前判断是否已经有其他线程持有锁。如果有，则阻塞当前线程，直到锁被释放。
事务：利用事务的隔离性，保证在同一时刻，只有一个线程能够执行某个方法，其他线程需要等待。
超时检测：如果在某个时间点锁没有被释放（例如，锁存在时间超过10分钟），则认为发生了死锁，自动清理相关记录。
步骤及代码实现

数据库表设计
首先，我们需要一个数据库表来存储锁的状态。表的结构大致如下：

CREATE TABLE method_lock (id BIGINT AUTO_INCREMENT PRIMARY KEY,lock_key VARCHAR(255) NOT NULL, -- 锁的唯一标识（方法名+参数）created_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP, -- 锁的创建时间updated_time TIMESTAMP DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP, -- 最后更新时间status VARCHAR(50) DEFAULT 'LOCKED', -- 锁的状态，LOCKED 表示锁定，RELEASED 表示释放expired BOOLEAN DEFAULT FALSE -- 是否过期，10分钟未释放的锁算死锁
);

创建锁的注解
接下来，我们定义一个注解来标识需要加锁的方法。

@Target(ElementType.METHOD)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
public @interface MethodLock {String value(); // 锁的标识（如方法名 + 参数的唯一标识符）
}

实现 AOP 切面
在切面中，我们要通过 @Around 来拦截带有 @MethodLock 注解的方法，获取方法的唯一标识，并在数据库中插入或查询锁的状态。

@Aspect
@Component
public class MethodLockAspect {@Autowiredprivate LockRepository lockRepository; // 用于查询和操作数据库的 repository@Around("@annotation(methodLock)") // 拦截带有 @MethodLock 注解的方法public Object around(ProceedingJoinPoint joinPoint, MethodLock methodLock) throws Throwable {String lockKey = methodLock.value() + getMethodSignature(joinPoint); // 生成锁的唯一标识符// 获取当前时间戳long currentTime = System.currentTimeMillis();// 尝试获取锁if (tryAcquireLock(lockKey, currentTime)) {try {// 如果获取到锁，则执行目标方法return joinPoint.proceed();} finally {// 目标方法执行完毕后释放锁releaseLock(lockKey);}} else {// 如果无法获取到锁，则阻塞当前线程或者抛出异常throw new RuntimeException("Unable to acquire lock, try again later.");}}private boolean tryAcquireLock(String lockKey, long currentTime) {// 查询数据库中是否存在该锁记录LockEntity lockEntity = lockRepository.findByLockKey(lockKey);if (lockEntity == null) {// 如果不存在锁记录，则插入新的锁记录LockEntity newLockEntity = new LockEntity();newLockEntity.setLockKey(lockKey);newLockEntity.setCreatedTime(new Timestamp(currentTime));lockRepository.save(newLockEntity);return true;} else {// 如果锁存在，检查锁是否已经过期（超过10分钟）long lockAge = currentTime - lockEntity.getCreatedTime().getTime();if (lockAge > 10 * 60 * 1000) {// 如果锁超时超过10分钟，认为是死锁，清理并重新获取锁lockRepository.deleteByLockKey(lockKey); // 删除死锁记录LockEntity newLockEntity = new LockEntity();newLockEntity.setLockKey(lockKey);newLockEntity.setCreatedTime(new Timestamp(currentTime));lockRepository.save(newLockEntity);return true;}// 如果锁没有过期，则阻塞当前线程return false;}}private void releaseLock(String lockKey) {// 释放锁：删除数据库中的锁记录lockRepository.deleteByLockKey(lockKey);}private String getMethodSignature(ProceedingJoinPoint joinPoint) {// 获取方法签名（例如方法名 + 参数）String methodName = joinPoint.getSignature().getName();Object[] args = joinPoint.getArgs();StringBuilder signature = new StringBuilder(methodName);for (Object arg : args) {signature.append("-").append(arg != null ? arg.toString() : "null");}return signature.toString();}
}

LockRepository 示例
假设使用的是 Spring Data JPA 来进行数据库操作，我们可以定义一个简单的 Repository 来操作 method_lock 表。

public interface LockRepository extends JpaRepository<LockEntity, Long> {LockEntity findByLockKey(String lockKey);void deleteByLockKey(String lockKey);
}

LockEntity 实体类
LockEntity 对应数据库中的 method_lock 表：

@Entity
@Table(name = "method_lock")
public class LockEntity {@Id@GeneratedValue(strategy = GenerationType.IDENTITY)private Long id;private String lockKey;@Column(name = "created_time")private Timestamp createdTime;@Column(name = "updated_time")private Timestamp updatedTime;private String status;private Boolean expired;// Getters and Setters
}

使用示例
现在，我们可以在需要加锁的方法上使用 @MethodLock 注解，示例如下：

@Service
public class MyService {@MethodLock("uniqueLockKey")@Transactionalpublic void executeTask(String param) {// 执行需要加锁的逻辑System.out.println("Executing task with param: " + param);}
}

关键点总结：
锁的唯一标识：通过方法名和参数生成一个唯一的标识符 lockKey。
数据库表记录锁：通过表记录锁的状态，保证只有一个线程能获取到锁。
AOP 和注解结合：使用 AOP 和注解对方法进行拦截，判断是否已经有其他线程在执行，若没有则获取锁，若有则阻塞或抛出异常。
事务特性：保证同一时刻，只有一个线程能够执行目标方法，其他线程需要等待，。
死锁处理：在锁存在超过 10 分钟时认为是死锁，进行清理。
通过这种方式，可以实现基于事务的排他锁，确保多个线程访问同一资源时进行排队执行

解释：
例如，多个接口调用一个方法，要求多个线程调用该方法时，这些线程排队执行，该方法使用注解，aop切面，通过该注解上的特定字符串和方法名，组成唯一标识，将该标识插入表中，并且记录插入时间，并且该标识是唯一的，当有线程调用该方法时，先组装唯一标识，查询表中是否有该标识的数据，并判断是否时间距离现在是否超过了10分钟，如果超过10分钟就是死锁了，直接删除该标识的所有记录，如果没有查到就插入一条记录，如果该方法没有执行完，就在一个事务里面，该事务没有结束，当有其他方法调用该方法时，就回去查询并插入，由于前一个事务未结束，导致当前唯一标识一致，卡在插入数据时，从而达到阻塞的目的，最后方法结束后将该数据删除。

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