Redis分布式锁实战

2023-01-26 11:53:52

什么是分布式锁

在单机部署的情况下，要想保证特定业务在顺序执行，通过JDK提供的synchronized关键字、Semaphore、ReentrantLock，或者我们也可以基于AQS定制化锁。单机部署的情况下，锁是在多线程之间共享的，但是分布式部署的情况下，锁是多进程之间共享的。那么分布式锁要保证锁资源的唯一性，可以在多进程之间共享。

分布式锁特性

保证同一个方法在某一时刻只能在一台机器里一个进程中一个线程执行；
要保证是可重入锁（避免死锁）；
要保证获取锁和释放锁的高可用；

分布式锁实现

锁释放（finally）；
锁超时设置；
锁刷新（定时任务，每2/3的锁生命周期执行）；
如果锁超时了，防止删除其他线程的锁（其他线程会拿到锁），考虑 value值用线程id标识，当前线程释放锁的时候要判断是否为当前线程的线程id；
可重入；

Redis分布式锁

RedisLockRegistry

RedisLockRegistry是spring-integration-redis中提供redis分布式锁实现类。主要是通过redis锁＋本地锁双重锁的方式实现的一个比较好的锁。

OBTAIN_LOCK_SCRIPT是一个上锁的lua脚本。KEYS[1]代表当前锁的key值，ARGV[1]代表当前的客户端标识，ARGV[2]代表过期时间。

基本逻辑是：根据KEYS[1]从redis中拿到对应的客户端标识，如已存在的客户端标识和ARGV[1]相等，那么重置过期时间为ARGV[2]；如果值不存在，设置KEYS[1]对应的值为ARGV[1]，并且过期时间是ARGV[2]。

获取锁的过程也很简单，首先通过本地锁（localLock，对应的是ReentrantLock实例）获取锁，然后通过RedisTemplate执行OBTAIN_LOCK_SCRIPT脚本获取redis锁。

为什么要使用本地锁呢，首先是为了锁的可重入，其次是减轻redis服务压力。

释放锁的过程也比较简单，第一步通过本地锁判断当前线程是否持有锁，第二步通过本地锁判断当前线程持有锁的计数。

如果当前线程持有锁的计数 > 1，说明本地锁被当前线程多次获取，这时只释放本地锁（释放之后当前线程持有锁的计数-1）。

如果当前线程持有锁的计数 = 1，释放本地锁和redis锁。

RedisLockRegistry使用如上所示。

首先定义RedisLockRegistry对应的Bean，需要依赖redis的ConnectionFactory。

然后在服务层中注入RedisLockRegistry实例。

通过lock方法和unlock方法将业务逻辑包起来，需要注意的是unlock方法要写在finally代码块中。

Redisson

Redisson是架设在Redis基础上的一个Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid）。

充分的利用了Redis键值数据库提供的一系列优势，基于Java实用工具包中常用接口，为使用者提供了一系列具有分布式特性的常用工具类。

使得原本作为协调单机多线程并发程序的工具包获得了协调分布式多机多线程并发系统的能力，大大降低了设计和研发大规模分布式系统的难度。

同时结合各富特色的分布式服务，更进一步简化了分布式环境中程序相互之间的协作。

首先感受一下通过Redisson Api使用redis分布式锁。

定义RedissonBuilder，通过redis集群地址构建RedissonClient。

定义RedissonClient类型的Bean。

业务代码里，通过RedissonClient获取分布式锁。

由于对Redisson分布式锁实现原理了解的也不是很透彻，这里推荐一篇文章：Redisson 分布式锁实现分析。

Redisson和RedisLockRegistry对比

RedisLockRegistry通过本地锁（ReentrantLock）和redis锁，双重锁实现，Redission通过Netty Future机制、Semaphore （jdk信号量）、redis锁实现。
RedisLockRegistry和Redssion都是实现的可重入锁。
RedisLockRegistry对锁的刷新没有处理，Redisson通过Netty的TimerTask、Timeout 工具完成锁的定期刷新任务。
RedisLockRegistry仅仅是实现了分布式锁，而Redisson处理分布式锁，还提供了了队列、集合、列表等丰富的API。