深入解析 Redisson分布式锁看门狗机制

一、Redisson分布式锁概述

1.1 分布式锁的意义

在分布式系统中,多个节点可能同时访问共享资源,导致数据不一致或竞态条件。分布式锁通过协调不同节点对共享资源的访问,确保数据的一致性和并发访问的安全性。

1.2 Redisson分布式锁的优势

  • 基于Redis实现:Redis作为高性能的内存数据库,提供了快速、稳定的存储服务,为Redisson分布式锁提供了坚实的基础。
  • 丰富的API:Redisson提供了丰富的Java API,使得分布式锁的使用更加简单、直观。
  • 自动续期机制:Redisson的分布式锁支持自动续期,避免了因业务处理时间过长导致的锁过期问题。
  • 可重入锁:Redisson的分布式锁支持可重入特性,即同一个线程可以多次获取同一把锁。

二、Redisson分布式锁的原理

2.1 锁的实现方式

Redisson分布式锁主要基于Redis的SETNX(Set if Not Exists)命令和DEL(Delete)命令实现。SETNX命令尝试设置一个值,如果该键不存在,则设置成功并返回1;否则返回0DEL命令则用于删除一个键。

2.2 看门狗机制

  • Redisson通过看门狗(Watch Dog)机制来实现锁的自动续期。当一个没有 leaseTime线程获取锁后,Redisson会立即启动一个后台的定时任务(看门狗)来定期检查锁的状态。
  • 看门狗的时间间隔通常是锁默认过期时间 (如30秒)的三分之一(即10秒)。这意味着,在锁的默认过期时间到达之前,看门狗会至少检查两次锁的状态,并在需要时自动续期。
  • 如果线程在锁的默认过期时间内完成了操作并释放了锁,看门狗会检测到锁的释放并取消该定时任务,避免不必要的资源消耗。
  • 看门狗机制只会针对没有设置 leaseTime 的锁;设置了 leaseTime 的锁不会有看门狗机制,会根据设置的过期时间自然过期。

2.3 锁的自动续期机制

  • 当看门狗检测到锁即将过期(即在当前锁的剩余时间小于看门狗的时间间隔)时,它会尝试自动续期。续期操作会延长锁的过期时间,确保在锁还在使用的情况下,其他线程无法获取到该锁。
  • 续期的时间长度通常是锁的默认过期时间(如再次设置为30秒),但也可以根据具体需求进行调整。

2.4 锁的释放

当一个线程完成临界区的操作后,应当手动释放锁。在Redisson中,这通常通过调用unlock()方法来完成。如果线程没有手动释放锁,而是异常结束或被其他方式中断,Redis的键空间通知功能可以确保锁在一段时间后自动释放。

三、Redisson 看门狗机制

3.1 参数说明

  • waitTime: 表示在尝试获取锁之前,线程会等待多长时间。当waitTime设置为大于0的值时,线程在尝试获取锁时会在指定的时间内等待。如果在这段时间内锁没有被获取到,tryLock方法将返回false。

  • leaseTime: 表示锁的持有时间,即锁在自动释放之前可以保持多久。

  • unit: 时间单位,用于指定waitTime和leaseTime的时间单位。

3.2 举例几个常见的方法

typescript 复制代码
	RLock lock = redissonClient.getLock("lockKey001");

	// 没设置leaseTime,有看门狗机制
	lock.tryLock();
	// 实际调用的RedissonLock的tryLock(long waitTime, TimeUnit unit) 
	// 没设置leaseTime,有看门狗机制
	lock.tryLock(3, TimeUnit.SECONDS); 
	// 实际调用的RedissonLock的lock(long leaseTime, TimeUnit unit)方法
	// 设置了leaseTime,有看门狗机制
	lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);
	// 设置了leaseTime=10s,没有看门狗机制
	lock.tryLock(3,10, TimeUnit.SECONDS);

3.3 tryLock()

tryLock() 方法默认会有看门狗机制,因为没有设置过期时间,默认是30s过期,但是看门狗每10s续期一次,每次续期都重新设置过期时间为30s。如果没有释放锁,理论上会无限续期。

3.4 tryLock(long waitTime, TimeUnit unit)

typescript 复制代码
// 源码
 public boolean tryLock(long waitTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        return this.tryLock(waitTime, -1L, unit);
    }

因为这个方法没有设置 leaseTime,因此默认也是有看门狗机制的。默认是30s过期,但是看门狗每10s续期一次,每次续期都重新设置过期时间为30s。如果没有释放锁,理论上会无限续期。

3.5 lock(long leaseTime, TimeUnit unit)

设置了 leaseTime 不会有看门狗机制

typescript 复制代码
 // 源码
 public void lock(long leaseTime, TimeUnit unit) {
        try {
            this.lockInterruptibly(leaseTime, unit);
        } catch (InterruptedException var5) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }

3.6 tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit)

设置了 leaseTime 不会有看门狗机制

typescript 复制代码
// 源码
public boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
	long time = unit.toMillis(waitTime);
	long current = System.currentTimeMillis();
	...........
}

四、其他

4.1 看门狗生命周期

当一个没有设置leaseTime 的锁一创建 Redisson 就会生成一个对应的看门狗,如果执行了unlock()则看门狗会一起销毁。不然会直到java进程终止(重启、销毁)才会消失。

4.2 看门狗是Redisson 生成的吗

是的,看门狗机制是Redisson 后台启的一个定时任务,不是Redis自带的。

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