Redisson分布式锁源码解析、集群环境存在的问题

一、使用Redisson步骤

Redisson各个锁基本所用Redisson各个锁基本所用Redisson各个锁基本所用

二、源码解析

lock锁

1） 基本思想：

lock有两种方法 一种是空参  另一种是带参
         * 空参方法：会默认调用看门狗的过期时间30*1000（30秒）
         * 然后在正常运行的时候，会启用定时任务调用重置时间的方法（间隔为开门看配置的默认过期时间的三分之一，也就是10秒）
         * 当出现错误的时候就会停止续期，直到到期释放锁或手动释放锁
         * 带参方法：手动设置解锁时间，到期后自动解锁，或者业务完成后手动解锁，不会自动续期

源码：

Lock

调用lockInterruptibly()方法会默认传入lease 为-1，该值再后面起作用

  public void lockInterruptibly(long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {long threadId = Thread.currentThread().getId();//获取该锁的过期时间，如果该锁没被持有，会返回一个null，如果被持有 会返回一个过期时间Long ttl = this.tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);if (ttl != null) {//ttl不为null，说明锁已经被抢占了RFuture<RedissonLockEntry> future = this.subscribe(threadId);this.commandExecutor.syncSubscription(future);try {//开始循环获取锁while(true) {//刚进如循环先尝试获取锁，获取成功返回null，跳出循环，获取失败，则继续往下走ttl = this.tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);if (ttl == null) {return;}if (ttl >= 0L) {//如果过期时间大于0，则调用getLatch// 返回一个信号量，开始进入阻塞，阻塞时长为上一次锁的剩余过期时长，并且让出cup//有阻塞必然有唤醒，位于解锁操作中this.getEntry(threadId).getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);} else {this.getEntry(threadId).getLatch().acquire();}}} finally {this.unsubscribe(future, threadId);}}}

private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, final long threadId) {//如果leaseTime ！= -1，即不等于默认值，则表示手动设置了过期时间if (leaseTime != -1L) {return this.tryLockInnerAsync(leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);} else {//如果leaseTime = -1，表示使用默认方式，即使用看门狗默认实现自动续期RFuture<Long> ttlRemainingFuture = this.tryLockInnerAsync(this.commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);ttlRemainingFuture.addListener(new FutureListener<Long>() {public void operationComplete(Future<Long> future) throws Exception {//如果tryLockInnerAsync执行成功if (future.isSuccess()) {//获取过期时间Long ttlRemaining = (Long)future.getNow();//过期时间为空，表示加锁成功if (ttlRemaining == null) {//开启刷新重置过期时间步骤RedissonLock.this.scheduleExpirationRenewal(threadId);}}}});return ttlRemainingFuture;}}

//  lua脚本尝试抢占锁，失败返回锁过期时间<T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {this.internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);//直接使用lua脚本发起命令//通过lua脚本可以看出，redisson加锁除了使用自定义的名字以外，还要使用uuid// 加上当前线程的threadId组合，以自定义名字作hash的key，使用return this.commandExecutor.evalWriteAsync(this.getName(), LongCodec.INSTANCE, command,//如果该锁未被占有，则设置锁，设置过期时间，过期时间为 internalLockLeaseTime ，然后返回null"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; " +//如果锁已经被占有，判断是否是重入锁，如果是重入锁，则将value增加1 ，代表重入，并且设置过期时间，返回null。"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; " +//如果已经被站有所，且不是重入锁，则返回过期时间"return redis.call('pttl', KEYS[1]);",Collections.singletonList(this.getName()), new Object[]{this.internalLockLeaseTime, this.getLockName(threadId)});}

看门狗续命

//看门狗续命机制private void scheduleExpirationRenewal(final long threadId) {//首先会判断该线程是否已经再重置时间的map中，仅仅第一次进来是空的。if (!expirationRenewalMap.containsKey(this.getEntryName())) {//使用了看门狗默认的时间（30秒） 除以3 ，也就是延迟10秒后执行Timeout task = this.commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout(new TimerTask() {public void run(Timeout timeout) throws Exception {//判断是否该线程是否还持有锁，如果持有，返回1，并且设置过期时间，如果没持有，返回0RFuture<Boolean> future = RedissonLock.this.commandExecutor.evalWriteAsync(RedissonLock.this.getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); return 1; end; return 0;",Collections.singletonList(RedissonLock.this.getName()), new Object[]{RedissonLock.this.internalLockLeaseTime, RedissonLock.this.getLockName(threadId)});future.addListener(new FutureListener<Boolean>() {public void operationComplete(Future<Boolean> future) throws Exception {//从map中移除该线程，这样下次再调用该方法仍然可以执行RedissonLock.expirationRenewalMap.remove(RedissonLock.this.getEntryName());if (!future.isSuccess()) {RedissonLock.log.error("Can't update lock " + RedissonLock.this.getName() + " expiration", future.cause());} else {if ((Boolean)future.getNow()) {//当lua脚本返回1表是true，也就是仍然持有锁，则递归调用该方法，RedissonLock.this.scheduleExpirationRenewal(threadId);}}}});}}, this.internalLockLeaseTime / 3L, TimeUnit.MILLISECONDS);if (expirationRenewalMap.putIfAbsent(this.getEntryName(), task) != null) {task.cancel();}}}

2、unlock

源码

    public RFuture<Void> unlockAsync(final long threadId) {final RPromise<Void> result = new RedissonPromise();//调用lua脚本释放锁RFuture<Boolean> future = this.unlockInnerAsync(threadId);future.addListener(new FutureListener<Boolean>() {public void operationComplete(Future<Boolean> future) throws Exception {if (!future.isSuccess()) {result.tryFailure(future.cause());} else {Boolean opStatus = (Boolean)future.getNow();//如果锁状态为null，表示存在异常，为正常释放锁之前，被别人占领锁了if (opStatus == null) {IllegalMonitorStateException cause = new IllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: " + RedissonLock.this.id + " thread-id: " + threadId);result.tryFailure(cause);} else {//如果返回0.为false 表示可重入锁，不取消重置过期时间，//返回1 为true，表示已解锁，取消重置过期时间if (opStatus) {RedissonLock.this.cancelExpirationRenewal();}//解锁result.trySuccess((Object)null);}}}});return result;}

protected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) {return this.commandExecutor.evalWriteAsync(this.getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,//当key不存在，表示锁未被持有，说明不用解锁了，返回1 ，1在后续表示取消重置过期时间"if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); return 1; end;" +//key存在，但是持有锁的线程不是当前线程，返回null，后面会提出一个异常"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then return nil;end; " +//锁状态-1后仍然大于0，表示可重入锁，仍处于锁定状态，返回0，0在后续表示 不做处理，仍然重置过期时间"local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); if (counter > 0) then redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); return 0; " +//返回锁状态不大于0，正常解锁，返回1，1在后续表示取消重置过期时间"else redis.call('del', KEYS[1]); redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); return 1; end; " +"return nil;", Arrays.asList(this.getName(), this.getChannelName()), new Object[]{LockPubSub.unlockMessage, this.internalLockLeaseTime, this.getLockName(threadId)});}

三、集群环境下潜在问题

在Redis主从架构+哨兵模式的环境下，业务系统已经成功获取了锁，redis写入数据，但是正要往从库上存数据时，发生主库宕机的情况，从库在哨兵的选举下成为了主库，而另外一个业务请求再次需要获取锁，会直接访问到新的主库，而此时新主库是没有锁信息的，此时就会出现业务重复的情况。