Redisson是如何实现分布式锁的?

本文涉及的产品
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
简介: 针对项目中使用的分布式锁进行简单的示例配置以及源码解析,并列举源码中使用到的一些基础知识点,但是没有对redisson中使用到的netty知识进行解析。

针对项目中使用的分布式锁进行简单的示例配置以及源码解析,并列举源码中使用到的一些基础知识点,但是没有对redisson中使用到的netty知识进行解析。

本篇主要是对以下几个方面进行了探索

·Maven配置

·RedissonLock简单示例

·源码中使用到的Redis命令

·源码中使用到的lua脚本语义

·源码分析

Maven配置

 

RedissonLock简单示例

redission支持4种连接redis方式,分别为单机、主从、Sentinel、Cluster 集群,项目中使用的连接方式是Sentinel。

redis服务器不在本地的同学请注意权限问题。

Sentinel配置

Configconfig= new Config();

config.useSentinelServers().addSentinelAddress("127.0.0.1:6479","127.0.0.1:6489").setMasterName("master").setPassword("password").setDatabase(0);

RedissonClient redisson = Redisson.create(config);`

简单使用

 

源码中使用到的Redis命令

分布式锁主要需要以下redis命令,这里列举一下。在源码分析部分可以继续参照命令的操作含义。

1.EXISTS key :当 key 存在,返回1;若给定的 key 不存在,返回0。

2.GETSET key value:将给定 key 的值设为 value ,并返回 key 的旧值 (old value),当 key 存在但不是字符串类型时,返回一个错误,当key不存在时,返回nil。

3.GET key:返回 key 所关联的字符串值,如果 key 不存在那么返回 nil。

4.DEL key [KEY …]:删除给定的一个或多个 key ,不存在的 key 会被忽略,返回实际删除的key的个数(integer)。

5.HSET key field value:给一个key 设置一个{field=value}的组合值,如果key没有就直接赋值并返回1,如果field已有,那么就更新value的值,并返回0.

6.HEXISTS key field:当key中存储着field的时候返回1,如果key或者field至少有一个不存在返回0。

7.HINCRBY key field increment:将存储在key中的哈希(Hash)对象中的指定字段field的值加上增量increment。如果键key不存在,一个保存了哈希对象的新建将被创建。如果字段field不存在,在进行当前操作前,其将被创建,且对应的值被置为0,返回值是增量之后的值

8.PEXPIRE key milliseconds:设置存活时间,单位是毫秒。expire操作单位是秒。

9.PUBLISH channel message:向channel post一个message内容的消息,返回接收消息的客户端数。

源码中使用到的lua脚本语义

Redisson源码中,执行redis命令的是lua脚本,其中主要用到如下几个概念。

redis.call() 是执行redis命令.

KEYS[1] 是指脚本中第1个参数

ARGV[1] 是指脚本中第一个参数的值

返回值中nil与false同一个意思。

需要注意的是,在redis执行lua脚本时,相当于一个redis级别的锁,不能执行其他操作,类似于原子操作,也是redisson实现的一个关键点。

另外,如果lua脚本执行过程中出现了异常或者redis服务器直接宕掉了,执行redis的根据日志回复的命令,会将脚本中已经执行的命令在日志中删除。

源码分析

RLOCK结构

publicinterfaceRLockextendsLock,RExpirable{

voidlockInterruptibly(longleaseTime, TimeUnit unit)throwsInterruptedException;

booleantryLock(longwaitTime,longleaseTime, TimeUnit unit)throwsInterruptedException;

voidlock(longleaseTime, TimeUnit unit);

voidforceUnlock();

booleanisLocked();

booleanisHeldByCurrentThread();

intgetHoldCount();

FutureunlockAsync();

FuturetryLockAsync();

FuturelockAsync();

FuturelockAsync(longleaseTime, TimeUnit unit);

FuturetryLockAsync(longwaitTime, TimeUnit unit);

FuturetryLockAsync(longwaitTime,longleaseTime, TimeUnit unit);

}

该接口主要继承了Lock接口, 并扩展了部分方法, 比如:boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit)新加入的leaseTime主要是用来设置锁的过期时间, 如果超过leaseTime还没有解锁的话, redis就强制解锁. leaseTime的默认时间是30s

RedissonLock获取锁 tryLock源码

FuturetryLockInnerAsync(longleaseTime, TimeUnit unit,longthreadId){

internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);

returncommandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_LONG,

"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; "+

"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]);",

Collections.singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));

}

其中,

KEYS[1] 表示的是 getName() ,代表的是锁名 test_lock

ARGV[1] 表示的是 internalLockLeaseTime 默认值是30s

ARGV[2] 表示的是 getLockName(threadId) 代表的是 id:threadId 用锁对象id+线程id, 表示当前访问线程,用于区分不同服务器上的线程.

逐句分析:

 

if (redis.call(‘exists’, KEYS[1]) == 0) 如果锁名称不存在

then redis.call(‘hset’, KEYS[1], ARGV[2],1) 则向redis中添加一个key为test_lock的set,并且向set中添加一个field为线程id,值=1的键值对,表示此线程的重入次数为1

redis.call(‘pexpire’, KEYS[1], ARGV[1]) 设置set的过期时间,防止当前服务器出问题后导致死锁,return nil; end;返回nil 结束

 

if (redis.call(‘hexists’, KEYS[1], ARGV[2]) == 1) 如果锁是存在的,检测是否是当前线程持有锁,如果是当前线程持有锁

then redis.call(‘hincrby’, KEYS[1], ARGV[2], 1)则将该线程重入的次数++

redis.call(‘pexpire’, KEYS[1], ARGV[1]) 并且重新设置该锁的有效时间

return nil; end;返回nil,结束

 

锁存在, 但不是当前线程加的锁,则返回锁的过期时间。

RedissonLock解锁 unlock源码

@Override

publicvoidunlock(){

Boolean opStatus = commandExecutor.evalWrite(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,

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

"redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); "+

"return 1; "+

"end;"+

"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then "+

"return nil;"+

"end; "+

"local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); "+

"if (counter > 0) then "+

"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); "+

"return 0; "+

"else "+

"redis.call('del', KEYS[1]); "+

"redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); "+

"return 1; "+

"end; "+

"return nil;",

Arrays.asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage, internalLockLeaseTime, getLockName(Thread.currentThread().getId()));

if(opStatus ==null) {

thrownewIllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: "

+ id +" thread-id: "+ Thread.currentThread().getId());

}

if(opStatus) {

cancelExpirationRenewal();

}

}

其中,

KEYS[1] 表是的是getName() 代表锁名test_lock

KEYS[2] 表示getChanelName() 表示的是发布订阅过程中使用的Chanel

ARGV[1] 表示的是LockPubSub.unLockMessage 是解锁消息,实际代表的是数字 0,代表解锁消息

ARGV[2] 表示的是internalLockLeaseTime 默认的有效时间 30s

ARGV[3] 表示的是getLockName(thread.currentThread().getId()),是当前锁id+线程id

语义分析:

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

redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);

return1;

end;

if (redis.call(‘exists’, KEYS[1]) == 0) 如果锁已经不存在(可能是因为过期导致不存在,也可能是因为已经解锁)

then redis.call(‘publish’, KEYS[2], ARGV[1]) 则发布锁解除的消息

return 1; end 返回1结束

if(redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) ==0)then

returnnil;

end;

if (redis.call(‘hexists’, KEYS[1], ARGV[3]) == 0) 如果锁存在,但是若果当前线程不是加锁的线

then return nil;end 则直接返回nil 结束

local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1);

if(counter >0)then

redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); 

return0;

else

redis.call('del', KEYS[1]);

redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);

return1;

end;

local counter = redis.call(‘hincrby’, KEYS[1], ARGV[3], -1) 如果是锁是当前线程所添加,定义变量counter,表示当前线程的重入次数-1,即直接将重入次数-1

if (counter > 0)如果重入次数大于0,表示该线程还有其他任务需要执行

then redis.call(‘pexpire’, KEYS[1], ARGV[2]) 则重新设置该锁的有效时间

return 0 返回0结束

else redis.call(‘del’, KEYS[1]) 否则表示该线程执行结束,删除该锁

redis.call(‘publish’, KEYS[2], ARGV[1]) 并且发布该锁解除的消息

return 1; end;返回1结束

returnnil;

其他情况返回nil并结束

if(opStatus ==null) {

thrownewIllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: "

+ id +" thread-id: "+ Thread.currentThread().getId());

}

脚本执行结束之后,如果返回值不是0或1,即当前线程去解锁其他线程的加锁时,抛出异常。

RedissonLock强制解锁源码

@Override

publicvoidforceUnlock()

{

get(forceUnlockAsync());

}

FutureforceUnlockAsync(){

cancelExpirationRenewal();

returncommandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,

"if (redis.call('del', KEYS[1]) == 1) then "

+"redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); "

+"return 1 "

+"else "

+"return 0 "

+"end",

Arrays.asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage);

}

以上是强制解锁的源码,在源码中并没有找到forceUnlock()被调用的痕迹(也有可能是我没有找对),但是forceUnlockAsync()方法被调用的地方很多,大多都是在清理资源时删除锁。此部分比较简单粗暴,删除锁成功则并发布锁被删除的消息,返回1结束,否则返回0结束。

总结

这里只是简单的一个redisson分布式锁的测试用例,并分析了执行lua脚本这部分,如果要继续分析执行结束之后的操作,需要进行netty源码分析 ,redisson使用了netty完成异步和同步的处理。

欢迎工作一到五年的Java工程师朋友们加入Java架构开发:744677563

本群提供免费的学习指导 架构资料 以及免费的解答

不懂得问题都可以在本群提出来 之后还会有职业生涯规划以及面试指导

相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore     ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库 ECS 实例和一台目标数据库 RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
相关文章
|
8月前
|
Java 编译器 数据库
Spring Boot 整合 redisson 实现分布式锁
Spring Boot 整合 redisson 实现分布式锁
141 1
|
6月前
|
存储 缓存 NoSQL
Redis常见面试题(二):redis分布式锁、redisson、主从一致性、Redlock红锁;Redis集群、主从复制,哨兵模式,分片集群;Redis为什么这么快,I/O多路复用模型
redis分布式锁、redisson、可重入、主从一致性、WatchDog、Redlock红锁、zookeeper;Redis集群、主从复制,全量同步、增量同步;哨兵,分片集群,Redis为什么这么快,I/O多路复用模型——用户空间和内核空间、阻塞IO、非阻塞IO、IO多路复用,Redis网络模型
Redis常见面试题(二):redis分布式锁、redisson、主从一致性、Redlock红锁;Redis集群、主从复制,哨兵模式,分片集群;Redis为什么这么快,I/O多路复用模型
|
24天前
|
供应链 NoSQL Java
关于Redisson分布式锁的用法
Redisson分布式锁是实现分布式系统中资源同步的有效工具。通过合理配置和使用Redisson的各种锁机制,可以确保系统的高可用性和数据一致性。本文详细介绍了Redisson分布式锁的配置、基本用法和高级用法,并提供了实际应用示例,希望对您在实际项目中使用Redisson分布式锁有所帮助。c
75 10
|
7月前
|
NoSQL Redis
redis分布式锁redisson
底层会尝试去加锁,如果加锁失败,会睡眠,自旋加锁,直到获取到锁为止。
70 1
|
3月前
|
缓存 NoSQL Java
大数据-50 Redis 分布式锁 乐观锁 Watch SETNX Lua Redisson分布式锁 Java实现分布式锁
大数据-50 Redis 分布式锁 乐观锁 Watch SETNX Lua Redisson分布式锁 Java实现分布式锁
82 3
大数据-50 Redis 分布式锁 乐观锁 Watch SETNX Lua Redisson分布式锁 Java实现分布式锁
|
7月前
|
消息中间件 NoSQL Java
Redis系列学习文章分享---第六篇(Redis实战篇--Redis分布式锁+实现思路+误删问题+原子性+lua脚本+Redisson功能介绍+可重入锁+WatchDog机制+multiLock)
Redis系列学习文章分享---第六篇(Redis实战篇--Redis分布式锁+实现思路+误删问题+原子性+lua脚本+Redisson功能介绍+可重入锁+WatchDog机制+multiLock)
263 0
|
4月前
|
缓存 NoSQL Java
谷粒商城笔记+踩坑(12)——缓存与分布式锁,Redisson+缓存数据一致性
缓存与分布式锁、Redisson分布式锁、缓存数据一致性【必须满足最终一致性】
188 14
谷粒商城笔记+踩坑(12)——缓存与分布式锁,Redisson+缓存数据一致性
|
3月前
|
NoSQL Java Redis
开发实战:使用Redisson实现分布式延时消息,订单30分钟关闭的另外一种实现!
本文详细介绍了 Redisson 延迟队列(DelayedQueue)的实现原理,包括基本使用、内部数据结构、基本流程、发送和获取延时消息以及初始化延时队列等内容。文章通过代码示例和流程图,逐步解析了延迟消息的发送、接收及处理机制,帮助读者深入了解 Redisson 延迟队列的工作原理。
|
6月前
|
负载均衡 NoSQL Java
|
7月前
|
缓存 NoSQL 安全
玩转Redis!非常强大的Redisson分布式集合,少写60%代码
Redisson是Java的Redis客户端,提供实时数据平台服务,简化了分布式环境下的数据管理。它包含RList、RSet、RMap等分布式集合,支持ConcurrentMap和Set接口,确保线程安全和数据一致性。例如,RMap实现了本地缓存和监听器功能,允许数据监听和本地加速读取。此外,还提供了RSet的排序和去重功能,以及RQueue和RBlockingQueue等队列实现,支持阻塞操作。通过Redisson,开发者能轻松处理分布式系统的数据同步和操作。