Redis学习笔记—Redis的分布式锁框架Redisson

1. Redisson是架设在Redis基础上的一个Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid）。
2. Redisson在基于NIO的Netty框架上，生产环境使用分布式锁。

1. Redisson分布式锁的实现原理

1. 由下图可知Redisson锁实现是由lua脚本加锁实现的
2. watch dog小程序可以续租锁，通过锁的可重入机制，可以延长锁的时间再次加锁
   

2. 加锁机制

1. 如果该客户端面对的是一个redis cluster集群，他首先会根据hash节点选择一台机器。
2. 发送lua脚本到redis服务器上，脚本如下:
   
3. lua的作用：保证这段复杂业务逻辑执行的原子性。

3. 锁互斥机制

1. 那么在这个时候，如果客户端2来尝试加锁，执行了同样的一段lua脚本，会咋样呢？
2. 很简单，第一个if判断会执行“exists myLock”，发现myLock这个锁key已经存在了。
3. 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，但是明显不是的，因为那里包含的是客户端1的ID。
4. 所以，客户端2会获取到pttl myLock返回的一个数字，这个数字代表了myLock这个锁key的剩余生存时间。比如还剩15000毫秒的生存时间。
5. 此时客户端2会进入一个while循环，不停的尝试加锁。

4. 自动延时机制

1. 只要客户端1一旦加锁成功，就会启动一个watch dog看门狗，他是一个后台线程，会每隔10秒检查一下，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。

5. 可重入锁机制

1. 第一个if判断肯定不成立，“exists myLock”会显示锁key已经存在了。
2. 第二个if判断会成立，因为myLock的hash数据结构中包含的那个ID，就是客户端1的那个ID，也就是“8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1”
3. 此时就会执行可重入加锁的逻辑，他会用：incrby myLock 8743c9c0-0795-4907-87fd-6c71a6b4586:1 1
4. 通过这个命令，对客户端1的加锁次数，累加1。数据结构会变成：myLock :{“8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1”:2 }

6. 释放锁机制

执行lua脚本如下：

# 如果key已经不存在，说明已经被解锁，直接发布（publish）redis消息 
				"if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " + 
						"redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " + 
						"return 1; " + 
					"end;" + 
# key和field不匹配，说明当前客户端线程没有持有锁，不能主动解锁。 不是我加的锁 不能解锁 
				"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " + 
						"return nil;" + 
					"end; " + 
# 将value减1 
				"local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " + 
# 如果counter>0说明锁在重入，不能删除key 
				"if (counter > 0) then " + 
						"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " + 
						"return 0; " + 
# 删除key并且publish 解锁消息 
					"else " + 
					"redis.call('del', KEYS[1]); " + #删除锁 
					"redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " + 
					"return 1; "+
					"end; " + 
					"return nil;",

1. – KEYS[1]：需要加锁的key，这里需要是字符串类型。
2. – KEYS[2]：redis消息的ChannelName,一个分布式锁对应唯一的一个channelName:“redisson_lockchannel{” + getName() + “}”
3. – ARGV[1]：reids消息体，这里只需要一个字节的标记就可以，主要标记redis的key已经解锁，再结合redis的Subscribe，能唤醒其他订阅解锁消息的客户端线程申请锁。
4. – ARGV[2]：锁的超时时间，防止死锁
5. – ARGV[3]：锁的唯一标识，也就是刚才介绍的 id（UUID.randomUUID()） + “:” + threadId
6. 如果执行lock.unlock()，就可以释放分布式锁，此时的业务逻辑也是非常简单的。
7. 其实说白了，就是每次都对myLock数据结构中的那个加锁次数减1。
8. 如果发现加锁次数是0了，说明这个客户端已经不再持有锁了，此时就会用：“del myLock”命令，从redis里删除这个key。
9. 然后呢，另外的客户端2就可以尝试完成加锁了。

7.分布式锁特性

1. 互斥性：任意时刻，只能有一个客户端获取锁，不能同时有两个客户端获取到锁。
2. 同一性：锁只能被持有该锁的客户端删除，不能由其它客户端删除。
3. 可重入性：持有某个锁的客户端可继续对该锁加锁，实现锁的续租
4. 容错性：锁失效后（超过生命周期）自动释放锁（key失效），其他客户端可以继续获得该锁，防止死锁