Redisson分布式锁底层实现原理

古城微笑少年丶 2023-10-13 15:49 34阅读 0赞

在Java中有很多保证线程安全的方式，比如synchorized，lock锁等等，这些在单机环境下都能发挥不错的作用，但是在分布式的环境下，这些机制就会失去大部分的作用。

在分布式环境下就需要引入分布式锁，实现分布式锁的方式有好多种，比如redis、zookeeper，或者通过数据库来实现，但是在分布式的情况下还需要考虑机器宕机的情况，如果某台机器上的线程获取到了这个锁，但此时机器宕机了。那么就没办法去释放，就会造成死锁的情况。

为了避免这种情况，就需要给锁加上一个过期时间，而过期时间的设定又是一个令人非常头疼的问题。

在Redisson种有一个看门狗机制，它给出了一种过期时间的很好的解决办法。下面就来研究一下它具体实现吧。

Redisson的加锁入口是tryLock()，此方法需提供获取锁的等待时间，如果在规定时间内未抢到锁，会返回false。

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这里可以看到tryLock()方法实际上是调用了下面这个方法，这里给了一个leaseTime的默认值，至于为什么是-1，我们接着往下看。

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进来之后会发现，这个方法的核心就是执行一个tryAcquire方法，我们点进去看一下。

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tryAcquire方法实际会去执行tryAcquireAsync异步的去获取锁，然后再使用get获取结果，如果结果为null代表获取锁成功，这里后面会讲。

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然后进到tryAcquireAsync方法，在这里判断了leaseTime是不是-1，如果我们自己设定了过期时间，那么就会以我们设置的为准，并且不会去开启自动续期。

如果是默认的-1，那么异步获取锁之后，后面还会去开启一个自动续期的定时任务。

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异步获取锁是通过tryLockInnerAsync这个方法实现的。第一个参数是30000，传入的是commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout()，点进去可以看到

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在这个方法里使用lua脚本的方式去执行了set操作

这段lua脚本的意思是：

锁不存在，加锁成功，设置hash数据结构锁: 锁名 -> 加锁线程:id -> 加锁次数(1)  
锁存在且是本线程的锁 加锁次数增加：锁名 -> 加锁线程:id -> 加锁次数+1  
锁存在且不是本线程的锁 加锁失败 返回锁剩余过期时间

从这里也可以体现出此锁的可重入，即某一线程获取到锁之后，那么这个线程再去获取该锁的话也可以成功

同时也可以如果返回为null那么说明获取锁成功。

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然后后面会判断如果结果为null，就会去执行scheduleExpirationRenewal(threadId)方法，进去看一下

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由于我们的Redission的分布式锁是可重入锁，所以这里会首先判断一下是不是第一次加锁，如果不是第一次则加锁次数加 1 不会再开启续期 因为第一次加锁时调用

如果是第一次加锁的话就回去调用renewExpiraton()去开启自动续期。

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addThreadId：重入次数+1

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renewExpiraton()开启自动续期这个方法里面创建了一个定时任务，主要逻辑是通过renewExpirationAsync(threadId)方法去执行续期逻辑，执行成功后还会通过下面if (res) \{renewExpiration();\}方法递归调用。

注意到这个线程执行的间隔是internalLockLeaseTime / 3，也就是30 / 3 = 10s

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我们可以看一下renewExpirationAsync方法里面的逻辑

此lua脚本的意思是：当前线程持有的锁是否还存在 存在的话重新设置锁的过期时间(默认 30 秒)

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至此加锁的逻辑就追完了。

下面我们看一看释放锁的逻辑。其入口为：unlock方法，它会去调用unlockAsync方法。

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unlockAsync里面掉了unlockInnerAsync方法去释放锁，

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unlockInnerAsync方法点进去我们可以看到它也是通过lua脚本的方式去释放锁。

若锁不存在 返回 若锁存在 加锁次数 -1 若加锁次数仍不等于 0 (可重入)，重新设置锁的过期时间，返回 若加锁次数减为 0，删除锁，同步发布释放锁事件，返回

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