Redisson实现分布式锁原理、自动续期机制分析
admin
2024-03-16 00:47:41
0

前言:
在学习分布式锁之前,应该首先要分析一下使用分布式锁的必须要考虑的一些问题
1、互斥性:在并发的任意时刻,只能有一个线程拿到锁

2、防锁死:即使有一个线程在持有锁的期间崩溃而未能主动释放锁,还要有其他方式去释放锁从而保证其他进程能获取到锁

3、加锁和解锁的必须是同一个线程,解铃还须系铃人

4、锁续期:执行业务耗时的时间超过了锁的等待时间,必须进行锁续期

一、Redisson实现分布式锁

1、加锁原理
【1】Redisson 和 Redis 实现分布式锁是一致的,是不过 Redisson 是封装了 lua 脚本,保证获取、判断、加锁操作的原子性
【2】看一下加锁执行的 lua 脚本

if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) 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) 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]);"

【3】一个客户端要加锁,它首先会根据hash节点选择一台机器,这里注意仅仅只是选择一台机器,紧接着就会发送一段封装好的 lua 脚本到 redis 上,比如加锁的那个锁key就是"mylock",并且设置的时间是30秒,30秒后mylock锁就会被自动释放

2、锁互斥机制
【1】第一个线程加锁完成后,此时,如果客户端 2 来尝试加锁会如何呢?首先,第一个 if 判断会执行 exists myLock,发现 myLock 这个锁 key 已经存在了。接着第二个 if 判断,判断一下,myLock 锁 key 的 hash 数据结构中,是否包含客户端 2 的 ID,这里明显不包含客户端 2 的ID,因为那里包含的是客户端 1 的 ID。所以,客户端 2 会执行:

return redis.call('pttl', KEYS[1]);

返回的是一个数字,这个数字就是 myLock 这个锁 key 的剩余生存时间

3、锁阻塞机制
【1】当锁正在被其他线程占用的时候,等待获取锁的线程并不是通过一个 while(true) 死循环去获取锁,而是利用了 Redis 的发布订阅机制,通过 await 方法阻塞等待锁的进程,有效的解决 不断的申请锁浪费资源的问题

4、锁续期机制
【1】客户端 1 加锁的默认生存(等待)时间为30秒,如果超过了30秒,客户端 1 还想一直持有这把锁,怎么办?
【2】Redisson 提供了一个续期机制,只要客户端 1 一旦加锁成功,就会启动一个 Watch Dog (看门狗)
【3】Watch Dog 它是一个后台定时任务线程,会每隔10秒(internalLockLeaseTime / 3)检查一下(遍历 EXPIRATION_RENEWAL_MAP 里面线程 id 然后根据线程 id 去 Redis 中查,如果存在就会延长 key 的时间),如果客户端 1 还持有锁key,那么就会不断的延长锁key的生存时间,直至业务执行结束或者该线程主动释放锁

注意:

1、参数 leaseTime 必须是 -1 才会开启 Watch Dog 机制,也就是如果你想开启 Watch Dog 机制必须使用默认的加锁时间为 30s。如果你自定义释放时间,超过这个时间锁就会自定释放,并不会延长

2、这里有个问题,如果服务宕机了,Watch Dog 机制后台定时任务线程也就没有了,此时就不会延长 key 的过期时间,到了 30s 之后就会自动过期,其他线程就可以获取到锁

【4】续期说明、用法示例:

//拿锁失败会不停重试
//具有 Watch Dog 自动延期机制,默认续30s 每隔30/3=10 秒续到30s
lock.lock();//businessLock.tryTime() 秒之后停止重试加锁,返回false
//具有 Watch Dog 自动延期机制,默认续30s 每隔30/3=10 秒续到30s
boolean locked1 = lock.tryLock(businessLock.tryTime(), businessLock.timeUnit());//businessLock.tryTime() 秒之后停止重试加锁,返回false
//不具有 Watch Dog 自动延期机制
boolean locked2 = lock.tryLock(businessLock.tryTime(), businessLock.expire(), businessLock.timeUnit());//businessLock.tryTime() 秒之后停止重试加锁,返回false
//只有 leaseTime(默认-1) 等于 -1 时,才具有 Watch Dog 自动延期机制,默认续30s 每隔30/3=10 秒续到30s
boolean locked3 = lock.tryLock(businessLock.tryTime(), -1, businessLock.timeUnit());

注意:
【1】为保证业务执行耗时内锁不过期,最好使用默认的 30s 过期时间、或者自定义更长的过期时间
【2】拿到锁之后的等待时间,最好大于过期时间,避免后续线程拿锁失败

5、锁可重入机制 
【1】可重入锁就是在拿到锁之后、在内部还可以再次拿到锁,示例代码如下:

@Override
public void lock() {RLock lock = redissonSingle.getLock("myLock");try {lock.lock();// 执行业务doBusiness();lock.lock();} catch (Exception e) {e.printStackTrace();} finally {// 释放锁lock.unlock();lock.unlock();logger.info("任务执行完毕, 释放锁!");}
}

【2】如果加锁支持可重入锁,那么解锁呢?执行解锁就Ok了,拿几次锁解锁几次

lock.unlock()

二、总结

1、Redisson 通过 Watch Dog 机制很好的解决了锁的续期问题

2、Redisson 基于 Redis 性能很高,适合对性能要求高的场景

3、Redisson 实现分布式可重入锁,比原生的 SET mylock userId NX PX milliseconds + lua 实现的效果更好些,虽然基本原理都一样,但是它帮我们封装了内部的执行细节(官方封装更严谨)

4、在等待申请锁资源占用上也做了一些优化,减少了无效的锁申请,提升了资源的利用率

5、Redisson 的获取锁默认是非公平的(随机抢锁),可以使用 getFairLock() 获取公平锁对象(线程将以其请求的时间顺序获取锁),如下:

//公平锁,保证 Redisson 客户端线程将以其请求的顺序获得锁
RLock fairLock = redissonClient.getFairLock("fairLock");

相关内容

热门资讯

【MySQL】锁 锁 文章目录锁全局锁表级锁表锁元数据锁(MDL)意向锁AUTO-INC锁...
【内网安全】 隧道搭建穿透上线... 文章目录内网穿透-Ngrok-入门-上线1、服务端配置:2、客户端连接服务端ÿ...
GCN的几种模型复现笔记 引言 本篇笔记紧接上文,主要是上一篇看写了快2w字,再去接入代码感觉有点...
数据分页展示逻辑 import java.util.Arrays;import java.util.List;impo...
Redis为什么选择单线程?R... 目录专栏导读一、Redis版本迭代二、Redis4.0之前为什么一直采用单线程?三、R...
【已解决】ERROR: Cou... 正确指令: pip install pyyaml
关于测试,我发现了哪些新大陆 关于测试 平常也只是听说过一些关于测试的术语,但并没有使用过测试工具。偶然看到编程老师...
Lock 接口解读 前置知识点Synchronized synchronized 是 Java 中的关键字,...
Win7 专业版安装中文包、汉... 参考资料:http://www.metsky.com/archives/350.htm...
3 ROS1通讯编程提高(1) 3 ROS1通讯编程提高3.1 使用VS Code编译ROS13.1.1 VS Code的安装和配置...
大模型未来趋势 大模型是人工智能领域的重要发展趋势之一,未来有着广阔的应用前景和发展空间。以下是大模型未来的趋势和展...
python实战应用讲解-【n... 目录 如何在Python中计算残余的平方和 方法1:使用其Base公式 方法2:使用statsmod...
学习u-boot 需要了解的m... 一、常用函数 1. origin 函数 origin 函数的返回值就是变量来源。使用格式如下...
常用python爬虫库介绍与简... 通用 urllib -网络库(stdlib)。 requests -网络库。 grab – 网络库&...
药品批准文号查询|药融云-中国... 药品批文是国家食品药品监督管理局(NMPA)对药品的审评和批准的证明文件...
【2023-03-22】SRS... 【2023-03-22】SRS推流搭配FFmpeg实现目标检测 说明: 外侧测试使用SRS播放器测...
有限元三角形单元的等效节点力 文章目录前言一、重新复习一下有限元三角形单元的理论1、三角形单元的形函数(Nÿ...
初级算法-哈希表 主要记录算法和数据结构学习笔记,新的一年更上一层楼! 初级算法-哈希表...
进程间通信【Linux】 1. 进程间通信 1.1 什么是进程间通信 在 Linux 系统中,进程间通信...
【Docker】P3 Dock... Docker数据卷、宿主机与挂载数据卷的概念及作用挂载宿主机配置数据卷挂载操作示例一个容器挂载多个目...