介绍与配置
Redisson官方文档:https://github.com/redisson/redisson/wiki/Redisson%E9%A1%B9%E7%9B%AE%E4%BB%8B%E7%BB%8D
Springboot 自动配置类: RedissonAutoConfiguration
pom配置:
<dependency> <groupId>org.springframework.boot</groupId> <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><dependency> <groupId>org.apache.commons</groupId> <artifactId>commons-pool2</artifactId></dependency><dependency> <groupId>org.redisson</groupId> <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId> <version>3.13.6</version></dependency>
如果什么都不配置的话,会默认使用单Redis节点模式,代码中直接就可以使用 RedissonClient
具体配置可参考官方文档:https://github.com/redisson/redisson/wiki/2.-%E9%85%8D%E7%BD%AE%E6%96%B9%E6%B3%95
分布式锁测试
@Slf4j@SpringBootTest(classes = DemoWebApplication.class)public class RedissonTest { @Resource private RedissonClient redissonClient; @Test public void redissonTest() throws InterruptedException { log.info("===redissonTest====start==============="); for (int i = 0; i < 10; i++) { new Thread(() -> { lockTest(); }).start(); } Thread.sleep(30000); log.info("===redissonTest====end==============="); }
private void tryLockTest() {
// 见下文
}
private void lockTest() {
// 见下文
}
}
private void tryLockTest() { String threadName = Thread.currentThread().getName(); log.info("===Thread=={}===start===", threadName); RLock lock = redisson.getLock("DistributedRedisLockTest"); // 尝试加锁,最多等待10秒,上锁以后30秒自动解锁 boolean lockFlag = false; try { // 尝试去加锁,10秒没获取到锁,则返回false // res = lock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS); // 尝试去加锁,10秒没获取到锁,则返回false,获取到则返回true,获取到锁后30秒自动释放 // 当waitTime设置为0时,就相当于setNx,获取不到锁直接退出 lockFlag = lock.tryLock(5, 1, TimeUnit.SECONDS); if (!lockFlag) { log.info("===Thread=={}==res={}==没有获取到锁,退出===", threadName, lockFlag); return; } log.info("===Thread=={}============getLock===", threadName); // 模拟业务逻辑 Thread.sleep(2000); } catch (Exception e) { log.error("执行异常,e:{}", ExceptionUtils.getStackTrace(e)); } finally { log.info("===Thread=={}==========isHeldByCurrentThread={}", threadName, lock.isHeldByCurrentThread()); // 释放锁也可能出现异常,比如业务代码没执行完,锁就过期,此时进行释放会抛异常,加个当前线程是否持有所的判断 if (lock.isHeldByCurrentThread()) { lock.unlock(); } } log.info("===Thread=={}==lockFlag={}=end===", threadName, lockFlag); }
private void lockTest() { String threadName = Thread.currentThread().getName(); log.info("===Thread=={}===start===", threadName); RLock lock = redisson.getLock("DistributedRedisLockTest"); // lock表示去加锁,加锁成功,没有返回值,继续执行下面代码;加锁失败,它会一直阻塞,直到锁被释放,再继续往下执行 // lock.lock(); // 1秒自动释放时间,但是后续执行unlock操作时会报错(自己只能解锁自己的,第一个线程释放之后执行到unlock方法,但是此时锁已经是第二个线程的了) lock.lock(1, TimeUnit.SECONDS); log.info("===Thread=={}============getLock===", threadName); try { Thread.sleep(2000); } catch (Exception e) { log.error("执行异常,e:{}", ExceptionUtils.getStackTrace(e)); } finally { log.info("===Thread=={}==========isHeldByCurrentThread={}", threadName, lock.isHeldByCurrentThread()); // 释放锁也可能出现异常,比如业务代码没执行完,锁就过期,此时进行释放会抛异常,加个当前线程是否持有所的判断 if (lock.isHeldByCurrentThread()) { lock.unlock(); } } log.info("===Thread=={}===end===", threadName); }
特点
- 分布式
- 可以自动释放锁,防止死锁
- 可重入锁 (相同线程不需要在等待锁,而是可以直接进行相应操作)
- 防误删,当前线程只能删除当前线程的锁 (业务执行时间过长,超过锁失效时间,锁被释放,第二个线程获取锁,此时第一个线程执行到释放锁代码时,不能删除第二个线程的锁)
- 可阻塞等待
- 看门狗机制,延长过期时间(没有设置过期时间的情况,leaseTime=-1,默认失效时间为30秒,启动看门狗线程,定时检查是否需要延长时间scheduleExpirationRenewal)
- 锁种类多样:可重入锁、公平锁、联锁、红锁、读写锁
存在的问题
分布式架构中的CAP理论,分布式系统只能同时满足两个
- 一致性(Consistency)
- 可用性(Availability)
- 分区容错性(Partition tolerance)
- Redisson分布式锁是AP模式,当锁存在的redis节点宕机,可能会被误判为锁失效,或者没有加锁。(Zookeeper实现的分布式锁,是CP理论)
原理
本文中Redisson版本为 redisson-spring-boot-starter 3.13.6
先看下接口方法:
public interface RRLock extends Lock, RLockAsync{ //----------------------Lock接口方法----------------------- /** * 加锁 锁的有效期默认30秒 */ void lock(); /** * tryLock()方法是有返回值的,它表示用来尝试获取锁,如果获取成功,则返回true,如果获取失败(即锁已被其他线程获取),则返回false . */ boolean tryLock(); /** * tryLock(long time, TimeUnit unit)方法和tryLock()方法是类似的,只不过区别在于这个方法在拿不到锁时会等待一定的时间, * 在时间期限之内如果还拿不到锁,就返回false。如果如果一开始拿到锁或者在等待期间内拿到了锁,则返回true。 * * @param time 等待时间 * @param unit 时间单位 小时、分、秒、毫秒等 */ boolean tryLock(long time, TimeUnit unit) throws InterruptedException; /** * 解锁 */ void unlock(); /** * 中断锁 表示该锁可以被中断 假如A和B同时调这个方法,A获取锁,B为获取锁,那么B线程可以通过 * Thread.currentThread().interrupt(); 方法真正中断该线程 */ void lockInterruptibly(); //----------------------RLock接口方法----------------------- /** * 加锁 上面是默认30秒这里可以手动设置锁的有效时间 * * @param leaseTime 锁有效时间 * @param unit 时间单位 小时、分、秒、毫秒等 */ void lock(long leaseTime, TimeUnit unit); /** * 这里比上面多一个参数,多添加一个锁的有效时间 * * @param waitTime 等待时间 * @param leaseTime 锁有效时间 * @param unit 时间单位 小时、分、秒、毫秒等 */ boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException; /** * 检验该锁是否被线程使用,如果被使用返回True */ boolean isLocked(); /** * 检查当前线程是否获得此锁(这个和上面的区别就是该方法可以判断是否当前线程获得此锁,而不是此锁是否被线程占有) * 这个比上面那个实用 */ boolean isHeldByCurrentThread(); /** * 中断锁 和上面中断锁差不多,只是这里如果获得锁成功,添加锁的有效时间 * @param leaseTime 锁有效时间 * @param unit 时间单位 小时、分、秒、毫秒等 */ void lockInterruptibly(long leaseTime, TimeUnit unit); }
tryLock方法
@Override public boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException { long time = unit.toMillis(waitTime); long current = System.currentTimeMillis(); long threadId = Thread.currentThread().getId(); Long ttl = tryAcquire(waitTime, leaseTime, unit, threadId); // 获取到锁,则直接返回true if (ttl == null) { return true; } // 没获取到锁,校验是否超过等待时长,超过则返回false time -= System.currentTimeMillis() - current; if (time <= 0) { acquireFailed(waitTime, unit, threadId); return false; } current = System.currentTimeMillis();
// 订阅监听redis消息,并且创建RedissonLockEntry,其中RedissonLockEntry中比较关键的是一个 Semaphore属性对象,用来控制本地的锁请求的信号量同步,返回的是netty框架的Future实现。 RFuture<RedissonLockEntry> subscribeFuture = subscribe(threadId); // 阻塞等待subscribe的future的结果对象,如果subscribe方法调用超过了time,说明已经超过了客户端设置的最大wait time,则直接返回false,取消订阅,不再继续申请锁了。
// 只有await返回true,才进入循环尝试获取锁
if (!subscribeFuture.await(time, TimeUnit.MILLISECONDS)) { if (!subscribeFuture.cancel(false)) { subscribeFuture.onComplete((res, e) -> { if (e == null) { unsubscribe(subscribeFuture, threadId); } }); } acquireFailed(waitTime, unit, threadId); return false; } try { time -= System.currentTimeMillis() - current; if (time <= 0) { acquireFailed(waitTime, unit, threadId); return false; } // 如果没有超过尝试获取锁的等待时间,那么通过While一直获取锁。最终只会有两种结果
// 1) 在等待时间内获取锁成功 返回true 2)等待时间结束了还没有获取到锁那么返回false。 while (true) { long currentTime = System.currentTimeMillis(); ttl = tryAcquire(waitTime, leaseTime, unit, threadId); // 获取锁成功 if (ttl == null) { return true; } // 获取锁失败 time -= System.currentTimeMillis() - currentTime; if (time <= 0) { acquireFailed(waitTime, unit, threadId); return false; } // waiting for message currentTime = System.currentTimeMillis(); if (ttl >= 0 && ttl < time) { subscribeFuture.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS); } else { subscribeFuture.getNow().getLatch().tryAcquire(time, TimeUnit.MILLISECONDS); } time -= System.currentTimeMillis() - currentTime; if (time <= 0) { acquireFailed(waitTime, unit, threadId); return false; } } } finally { unsubscribe(subscribeFuture, threadId); }// return get(tryLockAsync(waitTime, leaseTime, unit)); }
private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
// 如果指定了失效时间,就按指定的失效时间执行,然后返回 if (leaseTime != -1) { return tryLockInnerAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG); }
// 如果没有指定失效时间(leaseTime=-1),则默认配置30秒 (getLockWatchdogTimeOut()=30) RFuture<Long> ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG); // 加锁完毕之后,启动看门狗线程,定时的延期失效时间(定时任务为 internalLockLeaseTime / 3 毫秒之后执行)
ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> {
if (e != null) { return; } // lock acquired if (ttlRemaining == null) {
// 启动看门狗任务 scheduleExpirationRenewal(threadId); } }); return ttlRemainingFuture; }
<T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) { internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime); // 通过lua脚本访问Redis,保证操作的原子性, 以及达到批量操作的效果,提升性能
// KEYS[1] :需要加锁的key,这里需要是字符串类型。
// ARGV[1] :锁的超时时间,防止死锁
// ARGV[2] :锁的唯一标识,id(UUID.randomUUID()) + ":" + threadId
return evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
// 检查是否key已经被占用,如果没有则设置超时时间和唯一标识,初始化value=1
"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; " +
// 如果锁重入,需要判断锁的key field 都一直情况下 value 加一
"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; " +
// 返回剩余的过期时间 "return redis.call('pttl', KEYS[1]);", Collections.singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId)); }
注:tryLock一般用于特定满足需求的场合,但不建议作为一般需求的分布式锁,一般分布式锁建议用void lock(long leaseTime, TimeUnit unit)。因为从性能上考虑,在高并发情况下后者效率是前者的好几倍
- unlock方法
@Override public RFuture<Void> unlockAsync(long threadId) { RPromise<Void> result = new RedissonPromise<Void>(); RFuture<Boolean> future = unlockInnerAsync(threadId); future.onComplete((opStatus, e) -> {
// 释放锁后取消刷新锁失效时间的调度任务 cancelExpirationRenewal(threadId); if (e != null) { result.tryFailure(e); return; } // 非锁的持有者释放锁时抛出异常 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; } // 通过 Lua 脚本执行 Redis 命令释放锁
// KEYS[1] :需要加锁的key,这里需要是字符串类型。
// KEYS[2] :redis消息的ChannelName,一个分布式锁对应唯一的一个channelName:"redisson_lock__channel__{" + getName() + "}"
// ARGV[1] :reids消息体,这里只需要一个字节的标记就可以,主要标记redis的key已经解锁,再结合redis的Subscribe,能唤醒其他订阅解锁消息的客户端线程申请锁。=
// ARGV[2] :锁的超时时间,防止死锁
// ARGV[3] :锁的唯一标识,也就是刚才介绍的 id(UUID.randomUUID()) + ":" + threadId
protected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) { return evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
// key和field不匹配,说明当前客户端线程没有持有锁,不能主动解锁。 "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " + "return nil;" + "end; " + "local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " +
// 如果counter>0说明锁在重入,不能删除key "if (counter > 0) then " + "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " + "return 0; " + "else " +
// 删除key并且publish 解锁消息 "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)); }
使用 EVAL 命令执行 Lua 脚本来释放锁:
- key 不存在,说明锁已释放,直接执行
publish
命令发布释放锁消息并返回1
。 - key 存在,但是 field 在 Hash 中不存在,说明自己不是锁持有者,无权释放锁,返回
nil
。 - 因为锁可重入,所以释放锁时不能把所有已获取的锁全都释放掉,一次只能释放一把锁,因此执行
hincrby
对锁的值减一。 - 释放一把锁后,如果还有剩余的锁,则刷新锁的失效时间并返回
0
;如果刚才释放的已经是最后一把锁,则执行del
命令删除锁的 key,并发布锁释放消息,返回1
。
注意
这里有个实际开发过程中,容易出现很容易出现上面第二步异常,非锁的持有者释放锁时抛出异常。
参考:
Redisson实现分布式锁(1)---原理
Redisson实现分布式锁(2)—RedissonLock
利用Redisson实现分布式锁及其底层原理解析
原文转载:http://www.shaoqun.com/a/490357.html
ifttt:https://www.ikjzd.com/w/956
olive:https://www.ikjzd.com/w/2025
贝贝官网:https://www.ikjzd.com/w/1321
介绍与配置Redisson官方文档:https://github.com/redisson/redisson/wiki/Redisson%E9%A1%B9%E7%9B%AE%E4%BB%8B%E7%BB%8DSpringboot自动配置类:RedissonAutoConfigurationpom配置:<dependency><groupId>org.springframew
pocket:pocket
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