Java使用Redisson分布式鎖實現原理

本篇文章摘自：https://www.jb51.net/article/149353.htm

由於時間有限，暫未驗證 僅先做記錄。有大家注意下哈(會盡快抽時間進行驗證)

1. 基本用法

添加依賴

<dependency>
  <groupId>org.redisson</groupId>
  <artifactId>redisson</artifactId>
  <version>3.8.2</version>
</dependency>

Config config = new Config();
config.useClusterServers()
  .setScanInterval(2000) // cluster state scan interval in milliseconds
  .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7000", "redis://127.0.0.1:7001")
  .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7002");
 
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
 
RLock lock = redisson.getLock("anyLock");
 
lock.lock();
 
try {
  ...
} finally {
  lock.unlock();
}

針對上面這段代碼，重點看一下Redisson是如何基於Redis實現分布式鎖的

Redisson中提供的加鎖的方法有很多，但大致類似，此處只看lock()方法

更多請參見https://github.com/redisson/redisson/wiki/8.-distributed-locks-and-synchronizers

2. 加鎖

 

 可以看到，調用getLock()方法后實際返回一個RedissonLock對象，在RedissonLock對象的lock()方法主要調用tryAcquire()方法

 

 

 

由於leaseTime == -1，於是走tryLockInnerAsync()方法，這個方法才是關鍵

首先，看一下evalWriteAsync方法的定義

 

由於leaseTime == -1，於是走tryLockInnerAsync()方法，這個方法才是關鍵

首先，看一下evalWriteAsync方法的定義

 

最后兩個參數分別是keys和params

實際調用是這樣的：

 

 

單獨將調用的那一段摘出來看

commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
         "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
           "redis.call('hset', 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.<Object>singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));

 

結合上面的參數聲明，我們可以知道，這里KEYS[1]就是getName()，ARGV[2]是getLockName(threadId)

假設前面獲取鎖時傳的name是“abc”，假設調用的線程ID是Thread-1，假設成員變量UUID類型的id是6f0829ed-bfd3-4e6f-bba3-6f3d66cd176c

那么KEYS[1]=abc，ARGV[2]=6f0829ed-bfd3-4e6f-bba3-6f3d66cd176c:Thread-1

因此，這段腳本的意思是

　　1、判斷有沒有一個叫“abc”的key

　　2、如果沒有，則在其下設置一個字段為“6f0829ed-bfd3-4e6f-bba3-6f3d66cd176c:Thread-1”，值為“1”的鍵值對 ，並設置它的過期時間

　　3、如果存在，則進一步判斷“6f0829ed-bfd3-4e6f-bba3-6f3d66cd176c:Thread-1”是否存在，若存在，則其值加1，並重新設置過期時間

　　4、返回“abc”的生存時間（毫秒）

這里用的數據結構是hash，hash的結構是： key 字段1 值1 字段2 值2 。。。

用在鎖這個場景下，key就表示鎖的名稱，也可以理解為臨界資源，字段就表示當前獲得鎖的線程

所有競爭這把鎖的線程都要判斷在這個key下有沒有自己線程的字段，如果沒有則不能獲得鎖，如果有，則相當於重入，字段值加1（次數）

3. 解鎖

protected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) {
  return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
      "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
        "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +
        "return 1; " +
      "end;" +
      "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.<Object>asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage, internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
 
}

我們還是假設name=abc，假設線程ID是Thread-1

同理，我們可以知道

KEYS[1]是getName()，即KEYS[1]=abc

KEYS[2]是getChannelName()，即KEYS[2]=redisson_lock__channel:{abc}

ARGV[1]是LockPubSub.unlockMessage，即ARGV[1]=0

ARGV[2]是生存時間

ARGV[3]是getLockName(threadId)，即ARGV[3]=6f0829ed-bfd3-4e6f-bba3-6f3d66cd176c:Thread-1

因此，上面腳本的意思是：

　　1、判斷是否存在一個叫“abc”的key

　　2、如果不存在，向Channel中廣播一條消息，廣播的內容是0，並返回1

　　3、如果存在，進一步判斷字段6f0829ed-bfd3-4e6f-bba3-6f3d66cd176c:Thread-1是否存在

　　4、若字段不存在，返回空，若字段存在，則字段值減1

　　5、若減完以后，字段值仍大於0，則返回0

　　6、減完后，若字段值小於或等於0，則廣播一條消息，廣播內容是0，並返回1；

可以猜測，廣播0表示資源可用，即通知那些等待獲取鎖的線程現在可以獲得鎖了

4. 等待

以上是正常情況下獲取到鎖的情況，那么當無法立即獲取到鎖的時候怎么辦呢？

再回到前面獲取鎖的位置

@Override
public void lockInterruptibly(long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
  long threadId = Thread.currentThread().getId();
  Long ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
  // lock acquired
  if (ttl == null) {
    return;
  }
 
  //  訂閱
  RFuture<RedissonLockEntry> future = subscribe(threadId);
  commandExecutor.syncSubscription(future);
 
  try {
    while (true) {
      ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
      // lock acquired
      if (ttl == null) {
        break;
      }
 
      // waiting for message
      if (ttl >= 0) {
        getEntry(threadId).getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
      } else {
        getEntry(threadId).getLatch().acquire();
      }
    }
  } finally {
    unsubscribe(future, threadId);
  }
//    get(lockAsync(leaseTime, unit));
}
 
 
protected static final LockPubSub PUBSUB = new LockPubSub();
 
protected RFuture<RedissonLockEntry> subscribe(long threadId) {
  return PUBSUB.subscribe(getEntryName(), getChannelName(), commandExecutor.getConnectionManager().getSubscribeService());
}
 
protected void unsubscribe(RFuture<RedissonLockEntry> future, long threadId) {
  PUBSUB.unsubscribe(future.getNow(), getEntryName(), getChannelName(), commandExecutor.getConnectionManager().getSubscribeService());
}

 

這里會訂閱Channel，當資源可用時可以及時知道，並搶占，防止無效的輪詢而浪費資源

當資源可用用的時候，循環去嘗試獲取鎖，由於多個線程同時去競爭資源，所以這里用了信號量，對於同一個資源只允許一個線程獲得鎖，其它的線程阻塞

5. 小結

 

 

 

 

 

 

6. 其它相關

《基於Redis的分布式鎖的簡單實現》

 

@感謝原文作者的分享：https://www.jb51.net/article/149353.htm