Redis的分布式锁问题（十）最强分布式锁工具：Redisson

news2024/11/24 16:41:45

Redisson的引入

我们先来看看之前的基于setnx实现的分布式锁存在的问题：

我们之前实现的分布式锁是基于redis的setnx命令的特性的！ 

但是，这样子实现起来会有很多弊端！

不可重入

简单的来说就是一旦setnx [key] [value]后，就不能再对这个key做任何操作了（除了删除）

 假设我们在开发中有A和B两个业务，在业务A中，执行了setnx操作，然后在业务A中调用业务B。

然后在业务B中也有setnx的操作（同一个KEY）

此时，业务B就会阻塞在这里，等待业务A释放锁

但是，业务A肯定不会释放锁，因为业务A还没有执行完（调B）。故就会发生死锁。 

不可重试 

在我们之前业务逻辑中，尝试获取锁，如果获取不到就直接return了，没有“重来”的机会！也无法提供重试的机制！

超时释放

我们之前，分析过分布式锁被误删的问题。这个问题是已经解决了。

但是，仍然会存在隐患！我们这里是用TTL来控制它。业务执行，时间多少，这是一个未知数，TTL要怎么设置？如何处理业务阻塞？

主从一致性

在主节点上获取到了锁，但是主节点突然宕机了，就会从从结点中选出一个节点，作为主节点。

但由于，因为之前的那个主节点宕机了。在新选举出来的这个主节点中是无法获取到之前的锁。

所以之前的那个锁相当于失效了！

Redisson 

要解决上述问题并不是那么容易的，如果我们自己实现很有可能会出一些问题！所以最好的办法就是使用市面上的一些框架来解决！

什么是Redisson？ 

Redisson是一个在Redis的基础上实现的Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid）。它不仅提供了一系列的分布式的Java常用对象，还提供了许多分布式服务，其中就包含了各种分布式锁的实现。

Redisson使用手册 

0. 项目介绍 - 《Redisson 使用手册》 - 书栈网 · BookStackhttps://www.bookstack.cn/read/redisson-wiki-zh/Redisson%E9%A1%B9%E7%9B%AE%E4%BB%8B%E7%BB%8D.md里面提到了Redisson可以实现大致如下的分布式锁

Redisson快速入门（Demo） 

（1）导依赖 

<!-- redis-redisson -->
<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.13.6</version>
</dependency>

（2）配置Redisson客户端

/**
 * 配置 Redisson
 */
@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedissonClient redissonClient() {

        // 配置
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://192.168.89.128:6379").setPassword("888888");

        // 创建 RedissonClient 对象
        return Redisson.create(config);
    }
}

（3）使用Redisson的分布式锁 

@Test
void testRedisson() throws Exception {
    RLock anyLock = redissonClient.getLock("anyLock");
    boolean isLock = anyLock.tryLock(1, 10, TimeUnit.SECONDS);
    if(isLock) {
        try {
            System.out.println("执行业务");
        } finally {
            anyLock.unlock();
        }
    }
}

测试结果

Redisson实现可重入锁

这里可重入锁的实现 和 Java的 ReentrantLock 类似！

获取锁的时候，先判断是不是同一个对象，是就将 value+1，释放锁的时候就 value-1，当其小于0时就将该key删除！

在Redis中使用 Hash结构 去存储！

Redisson 关于获取锁、释放锁的源码分析 

获取锁 

private RFuture<Boolean> tryAcquireOnceAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
    if (leaseTime != -1) {
        return tryLockInnerAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_NULL_BOOLEAN);
    }
    RFuture<Boolean> ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime,
            commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(),
            TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_NULL_BOOLEAN);
    ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> {
        if (e != null) {
            return;
        }

        // lock acquired
        if (ttlRemaining) {
            scheduleExpirationRenewal(threadId);
        }
    });
    return ttlRemainingFuture;
}
<T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {
    internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);

    // 在Lua脚本中起始位是1
    return evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
            "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
                    "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                    "return nil; " +
                    "end; " +
                    "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
                    "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                    "return nil; " +
                    "end; " +
                    "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",
            Collections.singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
}

上述代码中字符串部分就是Lua脚本，Redisson用其实现可重入锁！  

Redisson 获取锁中的Lua脚本源码解析

-- 判断锁是否存在
if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then
    -- 不存在，获取锁
    redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1);
    -- 设置有效期
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
    return nil;
end;
-- 锁已经存在，判断是否是自己？！
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then
    -- 自增+1
    redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1);
    -- 重置有效期
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
    return nil;
end;
return redis.call('pttl', KEYS[1]);

释放锁 

@Override
public RFuture<Void> unlockAsync(long threadId) {
    RPromise<Void> result = new RedissonPromise<Void>();
    RFuture<Boolean> future = unlockInnerAsync(threadId);

    future.onComplete((opStatus, e) -> {
        cancelExpirationRenewal(threadId);

        if (e != null) {
            result.tryFailure(e);
            return;
        }

        if (opStatus == null) {
            IllegalMonitorStateException cause = new IllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: "
                    + id + " thread-id: " + threadId);
            result.tryFailure(cause);
            return;
        }

        result.trySuccess(null);
    });

    return result;
}
protected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) {
    return evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
            "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " +
                    "return nil;" +
                    "end; " +
                    "local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " +
                    "if (counter > 0) then " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " +
                    "return 0; " +
                    "else " +
                    "redis.call('del', KEYS[1]); " +
                    "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +
                    "return 1; " +
                    "end; " +
                    "return nil;",
            Arrays.asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.UNLOCK_MESSAGE, internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
}

Redisson 释放锁中的Lua脚本源码解析

-- 判断当前锁是否还是被自己持有
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then
    -- 不是就就直接返回
    return nil;
    end;
-- 是自己，则重入次数 -1
local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1);
-- 判断重入次数是否已经为0
if (counter > 0) then
    -- 大于0，说明不能释放，重置有效期即可
    redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]);
    return 0;
else
    -- 等于0，说明可以直接删除
    redis.call('del', KEYS[1]);
    -- 发消息
    redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);
    return 1;
    end;
return nil;

测试代码

我们这边模拟一下锁重入的场景。方法A上锁后调方法B，方法B也获取锁（如果是不可重入，这里就会阻塞！）

/**
 * Redisson的单元测试
 */
@SpringBootTest
@Slf4j
public class RedissonTest {

    @Resource
    private RedissonClient redissonClient;

    private RLock lock;

    @BeforeEach
    void setUp() {
        lock = redissonClient.getLock("order");
    }

    @Test
    void method1() {
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if (!isLock) {
            log.error("获取锁失败 ... 1");
            return;
        }
        try {
            log.info("获取锁成功 ... 1");
            method2();
            log.info("开始执行业务 ... 1");
        } finally {
            log.warn("准备释放锁 ... 1");
            lock.unlock();
        }
    }

    @Test
    void method2() {
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if (!isLock) {
            log.error("获取锁失败 ... 2");
            return;
        }
        try {
            log.info("获取锁成功 ... 2");
            log.info("开始执行业务 ... 2");
        } finally {
            log.warn("准备释放锁 ... 2");
            lock.unlock();
        }
    }
}

运行结果 

Redis 中值的情况 

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