Redisson 分布式锁原理

news2025/3/25 23:38:37

加锁原理

# 如果锁不存在 
if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then
    # hash结构,锁名称为key,线程唯一标识为itemKey，itemValue为一个计数器。支持相同客户端线程可重入,每次加锁计数器+1.
    redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1);
    # 设置过期时间
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
    # 成功获取锁返回null
    return nil;
end ;
#如果是当前线程占有分布式锁，允许重入锁
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then
    # 将锁重入计数器自增1.
    redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1);
    # 设置过期时间
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
    # 成功获取锁返回null
    return nil;
end ;
#如果获取不到锁，返回锁剩余过期时间，方便后续代码设置等待超时时间
return redis.call('pttl', KEYS[1]);

在分布式锁中，采用hash结构用来存储锁，其中大key表示表示这把锁是否存在，用小key表示当前这把锁被哪个线程持有。HINCRBY 可以在 KEYS[1]（哈希键）不存在时直接创建并执行递增操作。

KEYS[1] ：锁名称

ARGV[1]：锁失效时间

ARGV[2]： uuid + “:” + threadId; 锁的小key，客户端唯一标识

图1处：判断获取锁是否等待(waitTime)超时，如果等待超时则直接返回获取锁失败。

图2处：如果等待未超时，则尝试订阅解锁channel。

图3处：获取ReissonLockEntry(获取成功表示订阅成功)，超时时长设置为当前剩余的等待时间(waitTime)。如果获取ReissonLockEntry超时，终止并取消订阅解锁消息channel，获取锁失败。

直到获取锁成功或者超时失败。解锁消息广播给所有锁竞争的客户端，收到解锁消息后，客户端会有一个线程去重新竞争锁。当有解锁消息到达时，不需要恢复所有挂起的线程一起去竞争分布式锁，只需要唤醒一个线程去和集群中其它节点抢夺就可以了。这样好处是显而易见的，避免了大量的无效Redis请求，因为锁在集群中同一时刻只会有一个线程能持有。

解锁原理

# 判断锁是否为自己持有，不为自己持有则不允许解锁。
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then
    return nil;
end ;
# 由于支持可重入，所以这里需要判断是否完全解锁，每解一次锁重入计数器减1.
local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1);
if (counter > 0) then
    # 如果锁还没有完全解除，则延长锁租用时间
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]);
    return 0;
else
    # 删除锁
    redis.call('del', KEYS[1]);
    # 广播解锁消息
    redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);
    return 1;
end ;
return nil;

watch dog原理

Redisson 的看门狗机制（WatchDog）是一种自动续期机制，旨在确保任务执行期间锁不会因超时而被误释放。

原理：当客户端获取到锁后，Redisson 会启动一个后台定时任务（即看门狗）。在锁的持有期间，看门狗会以默认间隔（10秒）不断地续期，延长锁的过期时间，使锁的默认过期时间始终保持为30秒。这样，只要任务未完成且客户端仍然活跃，锁就不会过期。
默认行为：默认情况下，Redisson 会开启看门狗机制，无需开发者手动配置。如果不想启用看门狗机制，可以在调用 tryLock 时指定 leaseTime 参数。
leaseTime设置的影响：如果显式设置 leaseTime（例如通过 tryLock(waitTime, leaseTime, TimeUnit.SECONDS)），看门狗机制将不会启动。锁会在 leaseTime 到期时自动释放。当锁超时时间为 -1 时，而且获取锁成功时，会启动看门狗定时任务自动续锁。

在 Redisson 中，tryLock(waitTime, leaseTime, TimeUnit.SECONDS) 方法是一个尝试获取分布式锁的非阻塞方法，通过等待和设置锁的租约时间来控制锁的行为。

参数解释

waitTime：最大等待时间，即在尝试获取锁时，线程等待的最大时间。如果在这段时间内锁没有被其他线程释放，当前线程会放弃获取锁，返回 false。
leaseTime：锁的租约时间，即锁的自动释放时间。如果成功获取锁后，线程在 leaseTime 时间内没有手动释放锁，锁将自动失效并释放给其他线程。这个参数用于确保锁不会一直持有，避免死锁。
TimeUnit：时间单位，可以设置为秒、毫秒等