一.Redisson 简介
Redisson 是一个基于 Netty 通信框架的高性能 Redis 客户端, 实现了分布式和可扩展的 Java 数据结构,提供很多分布式相关操作服务以及大量便利的工具方法,让开发者可以把精力放在开发业务,避免重复造轮子。
二.Redisson 优点
1.通信框架基于 Netty,使用多路复用。吞吐量高。
2.兼容支持 Redis 集群模式,Reids 哨兵模式等,天然适配分布式服务。
3.提供多种分布式对象的封装,如:Bloom Filter,Object Bucket,Bitset,AtomicLong, 和 HyperLogLog 等。
4.提供分布式锁实现包括:
RedissonFairLock 公平锁,
RedissonLock 非公平锁,
RedissonRedLock 红锁(基于红锁算法, 当集群中大多数( N/2 + 1 )加锁成功了,则认为加锁成功,
目前已被弃用,Redisson 官方不再建议使用)。
三.RedissonLock 分布式锁相关部分源码解析
RedissonLock 作为分布式锁,实现了可重入锁。阻塞锁,非阻塞锁。并且 Redisson 存在看门狗机制,可以对未手动设置超时时间的锁实现自动续期。
1.Trylock 加锁
加锁代码逻辑
加锁 Lua 脚本如下:
其中 KEYS[1] 是锁逻辑名称,ARGV[1] 是 key 的过期时间,ARGV[2]是锁的线程级别名称( uuid + 线程id ,uuid 是每个 Redisson 客户端创建时唯一生成的)。
由此可看出,锁利用 Hash 结构实现,其中 Hash 的 key 是锁的逻辑名称,field 是锁的线程级别名称,value 是锁的重入次数。
加锁 Lua 脚本的含义:
先判断当前逻辑锁名称的 key 是否存在,
若不存在,在 Hash 结构中设置这个锁,锁重入次数加 1,然后给 key 设置一个过期时间,最后返回 null。
若存在,并且已经被当前线程持有,就锁可重入次数加 1,并且重新设置 key 的过期时间,最后返回 null,
若当前锁被其他线程持有,返回 key 剩余过期时间。
2.Lock 阻塞锁
Lock 阻塞锁与 Trylock 底层调用代码基本一致。多了一个等待锁被其他线程释放后,重新尝试加锁的过程。
代码如下:
大致流程如下:
1.先获取锁,若获取锁成功,直接返回。
2.若获取失败,订阅释放锁消息。
3.进入 while 循环,重新尝试获取锁。若获取锁成功,则跳出循环,并不再订阅释放锁消息。
4.若重新获取锁失败,进行信号量阻塞,直到锁被其他占有线程释放(监听锁释放消息的监听器中,有唤醒信号量的逻辑)或者到达阻塞超时时间,然后继续这个 while 循环。
3.Unlock 解锁
代码如下
1.其中解锁 Lua 脚本如下:
其中 KEYS[1] 为锁的逻辑名称,KEYS[2] 为通道名称,ARGV[1] 为 0, ARGV[2] 为锁的过期时间,默认 30s,ARGV[3] 为锁的线程级别名称。
解锁 Lua 脚本含义:
解锁时,先判断当前锁是否被当前线程持有,
若不是,则返回 null。
若是,锁的可重入次数 减1。
然后继续判断锁的可重入次数是否大于 0,若大于 0,继续给这个锁 key 续期 30s,并且最后返回 0。
若不大于 0,删除这个锁的 key,并向指定通道发布这个解锁消息,并且返回 1。
2.如果这个锁有看门狗任务在定时续期,当解锁成功时会取消这个定时续期任务。
4.看门狗机制
当某个锁内的任务的执行时间不可预估时,可能执行时间很长,也可能很短。此时若直接设置一个固定的锁过期时间,可能会导致任务执行时间远远大于锁的过期时间,导致任务还未执行完成,但是锁已经过期了。那其他线程又可以获取到锁,然后执行该任务了,最终导致线程安全问题。
为应对这种情况,定期给锁续期的看门狗机制出现了。
代码:
当没有显式指定锁过期时间时候,就默认 key 过期时间 30s,然后定时任务每 10 秒( lockWatchdogTimeout/3 )进行一次调用,执行锁续期动作,若这个线程还持有这个锁,就对这个线程持有的锁进行续期操作(通过 pexpire 续期 key 30s),若途中持有锁的线程 手动被 unlock 或者机器宕机才会取消这个任务。否则会一直续期。
四.总结
Redisson 作为一个 Redis 客户端,基于 Redis、Lua 和 Netty 建立起了一套完善的分布式解决方案,比如分布式锁的实现,分布式对象的操作等。本文主要简单讲述了在 Redisson 中分布式锁的实现。其实在 Redisson 中还有很多值得深挖的点。比如:Redisson 中使用了大量 Netty 的特性。大家有兴趣的话,可以仔细研究一下。