Redisson源码(一)RedissonLock加锁与解锁过程原理分析

本文涉及的产品
服务治理 MSE Sentinel/OpenSergo,Agent数量 不受限
简介: RedissonLock加锁与解锁过程原理分析

在当今分布式微服务架构流行的情况下,显然在传统单体项目中使用的JDK自带的锁已经不能解决资源竞争的问题了,
进而出现的解决方案有1)利用数据库 2)redis 3)zookeeper,经过验证的是利用redis做分布式锁无论在可用性、可靠性上比较有优势。
而使用Redisson来做分布式锁很多人在熟悉不过了,它提供的Lock就是基于redis来做的。

Tip以下是本人经过多年的工作经验集成的JavaWeb脚手架,封装了各种通用的starter可开箱即用,同时列举了互联网各种高性能场景的使用示例。

// Git代码
https://gitee.com/yeeevip/yeee-memo
https://github.com/yeeevip/yeee-memo

1 Redisson锁的基本使用

JDK提供的Lock、CountDownLatch、Semaphore等解决资源竞争/协调的并发辅助工具API在Redisson框架同样也提供了,区别就是它是支持分布式的,
并且使用的方式也和JDK中大同小异。

1.1 执行流程

20240223-01.png

1.2 Lock的使用示例

我们来看一下最基本的使用示例代码:

public class LockExample {
   
   

    public void testLock() {
   
   
        RLock lock = redissonClient.getLock("testLockKey");
        // 1.最常用的使用方法
        lock.lock();
        try {
   
   
            // 2.执行业务
            doSomeThing();
        } finally {
   
   
            // 3.解锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

Tip我工作中Redisson各种锁的具一些体使用示例Demo,有兴趣的可以参考一下

// Git代码
https://gitee.com/yeeevip/yeee-memo/tree/master/solution-problem/distribute-lock/distribute-lock-redisson/src/main/java/vip/yeee/memo/demo/distribute/lock/redisson/example

2 加锁过程分析

2.1 代码执行分析

  • 1.通过redissonClient调用getLock()方法获取到锁对象

getLock获取到的是非公平锁,非公平锁不严格要求先到先得,后面申请加锁的线程有可能会比之前等待的提前拿到锁。

  • 2.然后通过锁对象调用lock()方法进行加锁

  • 3.使用当前线程ID执行tryAcquire()尝试获取锁,若获取到锁直接返回

这里tryAcquire()方法会调用redis服务器执行Lua脚本命令获取锁;

还有一点就是加锁成功后会有watchdog机制给锁续期防止业务执行时锁释放了。

  • 4.若没有获取到锁时,会给该线程向channel订阅锁通知,同时继续自旋尝试获取锁

向channel订阅后,锁释放后可以收到通知立即去尝试获取锁;

自旋获取并不是说直接无限调用tryAcquire,而是根据上次tryAcquire返回的ttl阻塞等待后才再次tryAcquire

2.1.1 Java核心代码

public class RedissonLock {
   
   

    private void lock(long leaseTime, TimeUnit unit, boolean interruptibly) {
   
   
        // 获取当前线程ID
        long threadId = Thread.currentThread().getId();

        // 尝试加锁,返回值为需要等待的时间,若为空则表示当前线程加锁成功
        Long ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);
        if (ttl == null) {
   
   
            return;
        }

        // 尝试加锁若没有成功

        // 1.该线程向channel订阅锁通知
        RFuture<RedissonLockEntry> future = subscribe(threadId);
        ...

        try {
   
   
            while (true) {
   
   
                ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);

                // ttl为null,说明获取成功,返回
                if (ttl == null) {
   
   
                    break;
                }
                // 若锁有效期ttl大于0,则阻塞ttl后继续获取,防止空自旋
                if (ttl >= 0) {
   
   
                    try {
   
   
                        future.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                    } catch (InterruptedException e) {
   
   
                        if (interruptibly) {
   
   
                            throw e;
                        }
                        future.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                    }
                } else {
   
   
                    ...
                }
            }
        } finally {
   
   
            unsubscribe(future, threadId);
        }
    }
}

2.1.2 Lua脚本代码

-- KEYS[1] = 锁对象唯一键
-- ARGV[1] = 锁过期时间
-- ARGV[2] = 加锁线程ID

-- 还没有线程加锁
if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then
-- 当前线程占有锁
redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1);
-- 并设置过期时间
redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
return nil;
end;

-- 若该线程已经持有锁
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then
-- 重入次数+1
redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1);
-- 设置过期时间
redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
return nil;
end;

-- 锁被其他线程占有,则返回剩余有效期
return redis.call('pttl', KEYS[1]);

3 解锁过程分析

3.1 代码执行分析

解锁逻辑相对比较简单

  • 1.使用unlock()方法进行解锁

  • 2.根据当前线程再调用unlockInnerAsync()方法执行lua命令解锁

3.1.1 Java核心代码

public class RedissonLock {
   
   
    public void unlock() {
   
   
        ...
        unlockAsync(Thread.currentThread().getId());
        ...
    }
    public RFuture<Void> unlockAsync(long threadId) {
   
   
        ...
        // 这个方法去执行Lua命令
        unlockInnerAsync(threadId);
        ...
    }
}

3.1.2 Lua脚本代码

-- KEYS[1] = 锁对象唯一键
-- KEYS[2] = 该锁发布订阅channel
-- ARGV[1] = UNLOCK_MESSAGE
-- ARGV[2] = 锁过期时间
-- ARGV[3] = 加锁线程ID

-- 该线程未持有锁直接返回
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then
return nil;
end;

-- 该线程重入次数-1
local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1);

-- 如果重入次数还大于0
if (counter > 0) then
-- 重置该线程锁过期时间
redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]);
return 0;
-- 重入次数等于0了
else
-- 释放锁
redis.call('del', KEYS[1]);
-- 向channel发布锁释放消息
redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);
return 1;
end;
return nil;

最后

Redission锁的原理我大致已经介绍完了,有问题的可以私聊我或者评论区留意~ 之后我会介绍Redission的延迟队列原理,感兴趣的话持续关注哦。

Tip以下是本人经过多年的工作经验集成的JavaWeb脚手架,封装了各种通用的starter可开箱即用,同时列举了互联网各种高性能场景的使用示例。

// Git代码
https://gitee.com/yeeevip/yeee-memo
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