Redission Distributed Lock 原理分析

一、引言

我们先来谈谈分布式锁，为什么要有分布式锁呢？ 实现 jdk 提供的 synchronized、lock 等锁不是很好吗？ 这是因为在单进程的情况下，多个线程访问同一个资源，可以使用 synchronized 和 lock 来实现; 在多个进程的情况下，即在分布式的情况下，需要使用分布式锁来实现对同一资源的并发请求。 Redisson 组件可以实现 Redis 的分布式锁，Redisson 也是官方推荐的 Redis 分布式锁实现方案，封装后让用户实现分布式锁更加方便简洁。

2. 分布式锁的特点

相互排斥任何时候，只有一个客户端可以获取一个锁，并且没有两个客户端可以同时获取一个锁。 身份锁只能由持有锁的客户端删除，不能由其他客户端删除。 重入持有锁的客户端可以继续锁定锁并续订锁。 容错当一个锁失败（超过其生命周期结束时）时，锁会自动释放（密钥无效），其他客户端可以继续获取该锁以防止死锁。 3. Redisson分布式锁原理

在下文中，我们从五个方面分析了雷迪森分布式锁的原理：锁机制、锁互斥机制、锁更新机制、可重入锁机制和锁释放机制。

3.0 整体分析

注意：Redisson 版本 324.4-snapshot

**微信***老周聊天架构】*公共类RedissonLockTest终于 }

** 锁定方式 * param leasetime 锁定过期时间（-1：使用默认值 30 秒） *param 单位时间单位 * param 可以中断 * 抛出 interruptedException * private void lock（long leasetime， timeunit unit， boolean interruptibly） 抛出 interruptedexception 订阅分布式锁，解锁时通知。  completablefuture future = subscribe(threadid); pubsub.timeout(future); redissonlockentry entry;如果 （interruptablely） else try waiting for message 如果锁过期时间大于零，则执行具有过期时间的阻塞取取。  if (ttl >= 0) catch (interruptedexception e) entry.getlatch().tryacquire(ttl, timeunit.milliseconds); else else }finally }

当锁定超时时间为 -1 且成功获取锁定时，将启动看门狗定时任务，自动续订锁定

每次续锁时，都需要判断锁是否已经松开，如果续锁成功，您将再次安排自己继续续锁操作。

为了保证原子性，见31 锁定机构。

3.1 锁定机构。

锁定机制的核心就是这一部分，其中 lua 脚本被包裹在 redisoon 中，最后通过 netty 传输。

rfuture trylockinnerasync(long waittime, long leasetime, timeunit unit, long threadid, redisstrictcommand command)

keys[1]） 键

ar**[1]：密钥的存活时间，默认为 30 秒。

ar**[2]：锁定的客户端 ID （uuidrandomuuid()）threadid)

上一段中带锁的 lua 脚本的作用是：第一个 if 判断语句是使用 exists mylock 命令来判断，如果要锁定的锁键不存在（第一个锁）或者键的字段存在（reentrant lock），则将其锁定。 如何锁定它？ 使用 hincrby 命令设置哈希结构，类似于在 Redis 中执行的操作，如下所示：

整个 lua 脚本锁定过程如下图所示：

如您所见，最新版本的逻辑比以前的版本更简单、更清晰。

3.2 锁定互斥机制

此时，如果客户端 2 尝试锁定它，该怎么办？ 首先，第一个 if 判断将执行存在 mylock，并且会发现锁键 mylock 已经存在。 那么第二个if判断就是判断mylock锁键的哈希数据结构是否包含客户端2的ID，这显然不是，因为它包含了客户端1的ID。 因此，客户端 2 执行：

return redis.call('pttl', keys[1]);

锁互斥机制实际上是主要过程3.0 整体分析你可以看到这个组织redisson.redissonlock#lock(long, j**a.util.concurrent.timeunit，布尔值）。

3.3 锁仓续期机制

客户端 1 添加的锁键默认生存时间为 30 秒，如果超过 30 秒，客户端 1 想要保留锁应该怎么做？

Redisson 提供了一种续订机制，该机制在客户端 1 被锁定后立即启动看门狗。

3.4 再入锁定机构

看门狗机制实际上是一个后台调度任务线程，在成功获取锁后，持有锁的线程会被放入一个redissonbaselock中过期续费映射，然后每 10 秒检查一次（internallockleasetime 3），客户端 1 是否仍然持有锁键（判断客户端是否还持有密钥，其实就是遍历过期续费映射中的线程 ID，然后根据线程 ID 在 redis 中检查，如果存在， 钥匙的时间会延长），然后锁会不断延长钥匙的寿命。

注意：

如果服务宕机，看门狗机制线程会消失，密钥的过期时间不会延长，30s后会自动过期，其他线程可以拿到锁。

如果调用具有过期时间的锁定方法，则监视程序任务不会启动以自动续订。

确定 keys[1] 中是否存在 ar**[3]。"if (redis.call('hexists', keys[1], ar**[3]) == 0) then " + "return nil;" +"end; "+ 替换 ar**[3] val - 1 中的键 [1]"local counter = redis.call('hincrby', keys[1], ar**[3], 1); "+ 如果返回值大于 0，则证明它是可重入锁"if (counter > 0) then "+ 重置过期时间"redis.call('pexpire', keys[1], ar**[2]);" + "return 0; " +"else "+ 删除键[1]。"redis.call('del', keys[1]);"+ 等待线程或进程资源可用的通知阻止"redis.call('publish', keys[2], ar**[1]);" + "return 1; " +"end; " +"return nil;"

keys[1]: mylock

keys[2]: redisson_lock_channel:

ar**[1]: 0

ar**[2]：30000（过期时间）。

ar**[3]： 66a84a47-3960-4f3e-8ed7-ea2c1061e4cf：1 （哈希中的锁定字段）。

锁释放机制摘要：

移除锁（注意此处的可重入锁）会广播一条消息以释放锁，通知阻塞等待过程（到名为 Redisson Lock Channel 的通道：发布解锁消息）以取消看门狗机制，即 RedissonLock删除到期续费映射中的线程 ID，并取消 Netty 的定时任务线程。

四、主从Redis架构中分布式锁的问题

线程 A 向主 Redis 请求分布式锁，并成功获取该锁。 当主 Redis 准备同步来自主 Redis 的锁信息时，主 Redis 突然关闭，锁丢失。 触发从 Redis 到新主 Redis 的升级; 线程 B 从后继 Redis 的 Slave Redis 申请分布式锁，可以成功获取该锁。 这样一来，两个客户端同时获取相同的分布式锁，没有独占使用功能; 为了解决这个问题，Redis 引入了红锁的概念。

您需要准备多个Redis实例，这些实例彼此完全独立，并且这些节点之间没有主从关系。 当客户端申请分布式锁时，需要向所有Redis实例发送一个应用，只有当超过一半的Redis实例报告锁已成功获取时，才能认为该锁已获得。 与大多数保证一致性的算法类似，这是多数原则。

public static void main(string args) finally }

好吧，我想收集它，如果继续谈论它，我感觉我无法绕过分布式经典问题上限。

5. 分布式锁选择

如果想要强一致性，可以选择 zk 的分布式锁，但是 zk 的性能会在一定程度上下降，如果项目不使用 zk，那就选择 redis 的分布式锁，比较你的性能为那个非常小的概率，引入一个组件是不划算的，如果不能容忍 redis 的红锁缺陷， 然后你可以自己在业务中保证。

以下是几种常见的分布式锁选择的比较：

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作者： riemannchow

*：老周谈建筑。

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