用Redisson实现分布式锁,so easy!

Posted Java面试那些事儿

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了用Redisson实现分布式锁,so easy!相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

针对项目中使用的分布式锁进行简单的示例配置以及源码解析,并列举源码中使用到的一些基础知识点,但是没有对redisson中使用到的netty知识进行解析。


本篇主要是对以下几个方面进行了探索


  • Maven配置
  • RedissonLock简单示例
  • 源码中使用到的Redis命令
  • 源码中使用到的lua脚本语义
  • 源码分析


# Maven配置


<dependency> <groupId>org.redisson</groupId> <artifactId>redisson</artifactId> <version>2.2.12</version></dependency><dependency> <groupId>com.fasterxml.jackson.core</groupId> <artifactId>jackson-annotations</artifactId> <version>2.6.0</version></dependency>

# RedissonLock简单示例


redission支持4种连接redis方式,分别为单机、主从、Sentinel、Cluster 集群,项目中使用的连接方式是Sentinel。


redis服务器不在本地的同学请注意权限问题。


Sentinel配置


Config config = new Config();config.useSentinelServers().addSentinelAddress("127.0.0.1:6479", "127.0.0.1:6489").setMasterName("master").setPassword("password").setDatabase(0);RedissonClient redisson = Redisson.create(config);

简单使用


RLock lock = redisson.getLock("test_lock");try{ boolean isLock=lock.tryLock(); if(isLock){ doBusiness(); }}catch(exception e){}finally{ lock.unlock();}

# 源码中使用到的Redis命令


分布式锁主要需要以下redis命令,这里列举一下。在源码分析部分可以继续参照命令的操作含义。


  1. EXISTS key :当 key 存在,返回1;若给定的 key 不存在,返回0。
  2. GETSET key value:将给定 key 的值设为 value ,并返回 key 的旧值 (old value),当 key 存在但不是字符串类型时,返回一个错误,当key不存在时,返回nil。
  3. GET key:返回 key 所关联的字符串值,如果 key 不存在那么返回 nil。
  4. DEL key [KEY …]:删除给定的一个或多个 key ,不存在的 key 会被忽略,返回实际删除的key的个数(integer)。
  5. HSET key field value:给一个key 设置一个{field=value}的组合值,如果key没有就直接赋值并返回1,如果field已有,那么就更新value的值,并返回0.
  6. HEXISTS key field:当key中存储着field的时候返回1,如果key或者field至少有一个不存在返回0。
  7. HINCRBY key field increment:将存储在key中的哈希(Hash)对象中的指定字段field的值加上增量increment。如果键key不存在,一个保存了哈希对象的新建将被创建。如果字段field不存在,在进行当前操作前,其将被创建,且对应的值被置为0,返回值是增量之后的值
  8. PEXPIRE key milliseconds:设置存活时间,单位是毫秒。expire操作单位是秒。
  9. PUBLISH channel message:向channel post一个message内容的消息,返回接收消息的客户端数。


# 源码中使用到的lua脚本语义


Redisson源码中,执行redis命令的是lua脚本,其中主要用到如下几个概念。


  • redis.call() 是执行redis命令.
  • KEYS[1] 是指脚本中第1个参数
  • ARGV[1] 是指脚本中第一个参数的值
  • 返回值中nil与false同一个意思。


需要注意的是,在redis执行lua脚本时,相当于一个redis级别的锁,不能执行其他操作,类似于原子操作,也是redisson实现的一个关键点。


另外,如果lua脚本执行过程中出现了异常或者redis服务器直接宕掉了,执行redis的根据日志回复的命令,会将脚本中已经执行的命令在日志中删除。


# 源码分析


RLOCK结构


public interface RLock extends Lock, RExpirable { void lockInterruptibly(long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException; boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException; void lock(long leaseTime, TimeUnit unit); void forceUnlock(); boolean isLocked(); boolean isHeldByCurrentThread(); int getHoldCount(); Future<Void> unlockAsync(); Future<Boolean> tryLockAsync(); Future<Void> lockAsync(); Future<Void> lockAsync(long leaseTime, TimeUnit unit); Future<Boolean> tryLockAsync(long waitTime, TimeUnit unit); Future<Boolean> tryLockAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit);}

该接口主要继承了Lock接口, 并扩展了部分方法, 比如:boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit)新加入的leaseTime主要是用来设置锁的过期时间, 如果超过leaseTime还没有解锁的话, redis就强制解锁. leaseTime的默认时间是30s


# RedissonLock获取锁 tryLock源码


Future<Long> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) { internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime); return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_LONG, "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)); }

其中:


  • KEYS[1] 表示的是 getName() ,代表的是锁名 test_lock
  • ARGV[1] 表示的是 internalLockLeaseTime 默认值是30s
  • ARGV[2] 表示的是 getLockName(threadId) 代表的是 id:threadId 用锁对象id+线程id, 表示当前访问线程,用于区分不同服务器上的线程。


逐句分析:

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('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(‘exists’, KEYS[1]) == 0) 如果锁名称不存在


then redis.call(‘hset’, KEYS[1], ARGV[2],1) 则向redis中添加一个key为test_lock的set,并且向set中添加一个field为线程id,值=1的键值对,表示此线程的重入次数为1


redis.call(‘pexpire’, KEYS[1], ARGV[1]) 设置set的过期时间,防止当前服务器出问题后导致死锁,return nil; end;返回nil 结束

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;

if (redis.call(‘hexists’, KEYS[1], ARGV[2]) == 1) 如果锁是存在的,检测是否是当前线程持有锁,如果是当前线程持有锁


then redis.call(‘hincrby’, KEYS[1], ARGV[2], 1)则将该线程重入的次数++

redis.call(‘pexpire’, KEYS[1], ARGV[1]) 并且重新设置该锁的有效时间

return nil; end;返回nil,结束


return redis.call('pttl', KEYS[1]);

锁存在, 但不是当前线程加的锁,则返回锁的过期时间。


# RedissonLock解锁 unlock源码


@Override public void unlock() { Boolean opStatus = commandExecutor.evalWrite(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(Thread.currentThread().getId())); if (opStatus == null) { throw new IllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: " + id + " thread-id: " + Thread.currentThread().getId()); } if (opStatus) { cancelExpirationRenewal(); } }

其中:


  • KEYS[1] 表示的是getName() 代表锁名test_lock
  • KEYS[2] 表示getChanelName() 表示的是发布订阅过程中使用的Chanel
  • ARGV[1] 表示的是LockPubSub.unLockMessage 是解锁消息,实际代表的是数字 0,代表解锁消息
  • ARGV[2] 表示的是internalLockLeaseTime 默认的有效时间 30s
  • ARGV[3] 表示的是getLockName(thread.currentThread().getId()),是当前锁id+线程id


语义分析:

if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); return 1; end;

if (redis.call(‘exists’, KEYS[1]) == 0) 如果锁已经不存在(可能是因为过期导致不存在,也可能是因为已经解锁)


then redis.call(‘publish’, KEYS[2], ARGV[1]) 则发布锁解除的消息


return 1; end 返回1结束

if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then return nil; end;

if (redis.call(‘hexists’, KEYS[1], ARGV[3]) == 0) 如果锁存在,但是若果当前线程不是加锁的线


then return nil;end则直接返回nil 结束

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;

local counter = redis.call(‘hincrby’, KEYS[1], ARGV[3], -1) 如果是锁是当前线程所添加,定义变量counter,表示当前线程的重入次数-1,即直接将重入次数-1

if (counter > 0)如果重入次数大于0,表示该线程还有其他任务需要执行


then redis.call(‘pexpire’, KEYS[1], ARGV[2]) 则重新设置该锁的有效时间

return 0 返回0结束


else redis.call(‘del’, KEYS[1])否则表示该线程执行结束,删除该锁


redis.call(‘publish’, KEYS[2], ARGV[1])并且发布该锁解除的消息


return 1; end;返回1结束

return nil;


其他情况返回nil并结束

if (opStatus == null) { throw new IllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: " + id + " thread-id: " + Thread.currentThread().getId()); }

脚本执行结束之后,如果返回值不是0或1,即当前线程去解锁其他线程的加锁时,抛出异常。


# RedissonLock强制解锁源码


@Override public void forceUnlock() { get(forceUnlockAsync()); } Future<Boolean> forceUnlockAsync() { cancelExpirationRenewal(); return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN, "if (redis.call('del', KEYS[1]) == 1) then " + "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " + "return 1 " + "else " + "return 0 " + "end", Arrays.<Object>asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage); }

以上是强制解锁的源码,在源码中并没有找到forceUnlock()被调用的痕迹(也有可能是我没有找对),但是forceUnlockAsync()方法被调用的地方很多,大多都是在清理资源时删除锁。此部分比较简单粗暴,删除锁成功则并发布锁被删除的消息,返回1结束,否则返回0结束。


# 总结


这里只是简单的一个redisson分布式锁的测试用例,并分析了执行lua脚本这部分,如果要继续分析执行结束之后的操作,需要进行netty源码分析 ,redisson使用了netty完成异步和同步的处理。

来源:tech.lede.com/2017/03/08/rd/server/Redisson


  
    
    
  

   
     
     
   

 往期推荐 

以上是关于用Redisson实现分布式锁,so easy!的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

Redisson实现Redis分布式锁的原理

Redisson实现Redis分布式锁的原理

redisson+springboot 实现分布式锁

使用Redisson实现分布式锁

Redisson实现分布式锁—RedissonLock

redisson实现分布式锁原理