【无标题】

Vic101012025-12-27 10:39

一、背景：一个"完美"的异步导入接口

某天，代码review时看到同事实现的一个数据导入接口，逻辑清晰且考虑周全：

  1. 接收Excel文件并保存到临时目录

  2. 使用Redisson分布式锁防止重复导入

  3. 异步执行导入任务，避免阻塞主线程

  4. 任务完成后在回调中释放锁

    @PostMapping("/importData")
    public Result<Void> importData(@RequestPart("file") MultipartFile file,
    @RequestParam("taskId") Long taskId) throws IOException {

    复制代码 
     // 身份认证与临时文件存储
 User user = SecurityUtils.getUser();
 String tempFile = saveToTemp(file);
 
 // 获取分布式锁
 RLock lock = redissonClient.getLock(getLockKey(taskId));
 boolean locked = lock.tryLock();
 if (!locked) {
     throw new BusinessException("任务" + taskId + "正在导入中，请勿重复操作！");
 }
 
 // 异步执行导入任务
 CompletableFuture.runAsync(() -> dataImportService.process(tempFile, taskId, user), executor)
     .whenComplete((res, ex) -> {
         try {
             if (ex != null) {
                 log.error("导入异常", ex);
             }
         } finally {
             lock.unlock(); // 确保释放锁
         }
     });
 
 return Result.success();

    }

然而，这段代码在上线第三天就引发了生产事故：用户反馈导入功能"彻底卡住"，即使重启服务也无法恢复......

二、致命缺陷深度剖析

❌ 缺陷1：跨线程释放锁------Redisson的线程绑定机制

问题根源 ：RLock是线程绑定的（Thread-Local），只有获取锁的线程才能释放它。

复制代码 
// 主线程（Tomcat线程）获取锁
boolean locked = lock.tryLock(); 

// CompletableFuture的回调在异步线程执行
CompletableFuture.runAsync(() -> {
    // ... 业务逻辑 ...
}, executor).whenComplete((res, ex) -> {
    // ❌ 错误：异步线程尝试释放主线程的锁
    lock.unlock(); // 抛出IllegalMonitorStateException
});

异常堆栈：

复制代码 
java.lang.IllegalMonitorStateException: attempt to unlock lock, not locked by current thread
    at org.redisson.RedissonLock.unlock(RedissonLock.java:321)

严重后果 ：当unlock()抛出异常时，锁将永远无法释放，导致后续所有请求被阻塞。

❌ 缺陷2：无超时时间------死锁的温床

复制代码 
// 无参调用：不等待，且锁永不过期
lock.tryLock();

Redisson看门狗机制：

  • 默认情况下，Redisson会启动一个Watch Dog线程，每10秒检查一次

  • 如果业务线程未释放锁，看门狗会自动续期（默认30秒）

  • 但是 ，如果进程被kill -9或OOM killed，看门狗线程消失，锁成为永久孤儿锁

Redis中的僵尸锁：

复制代码 
127.0.0.1:6379> GET data:import:task:123
"e64f9c12-7a6e-4acb-95ed-7a5f8b4e3c2a:52"
127.0.0.1:6379> TTL data:import:task:123
(integer) -1  # 永久有效，无过期时间

❌ 缺陷3：锁范围不合理

复制代码 
// 文件已上传后才加锁
FileUtil.write(file, tempPath); // 不在锁保护内

Boolean locked = lock.tryLock(); // 此时才加锁

问题：

  • 文件上传耗时较长，但锁只保护了"启动异步任务"这一瞬间

  • 主线程已返回success，但异步任务还在执行，锁的状态无法被前端感知

  • 如果获取锁失败后没有清理临时文件，导致临时目录堆积

❌ 缺陷4：finally块的虚假安全感

whenComplete的finally块并不保证一定执行：

场景 finally是否执行 原因
异步任务正常完成 ✅ 执行 任务线程正常释放
异步任务抛出异常 ✅ 执行 异常触发回调
线程池饱和 ❌ 不执行 回调任务无法获取线程
进程被kill -9 ❌ 不执行 JVM直接终止
Redisson客户端提前关闭 ❌ 不执行 shutdown()后无法通信

三、实战Debug：四个真实生产场景

🔍 场景1：异步任务死循环导致锁永驻

复现条件：

复制代码 
public void process(File tempFile, Long taskId, User user) {
    List<Data> list = parseExcel(tempFile);
    
    // Bug：嵌套循环逻辑错误，导致死循环
    for (Data d1 : list) {
        for (Data d2 : list) {
            if (d1.getId().equals(d2.getId())) { // 条件永远成立
                break; // 只能跳出内层循环
            }
        }
        // 外层循环永不退出
    }
}

现象：

  1. 日志卡在"执行导入中"，不再输出"执行导入完成"

  2. 查看Redis：TTL data:import:task:123持续刷新（看门狗续期）

  3. 第二次请求永远返回"任务正在导入中"

线程堆栈分析：

复制代码 
"pool-2-thread-1" #50 RUNNABLE
  at com.service.DataImportService.process(DataImportService.java:42)
  at com.controller.DataController.lambda$importData$0(DataController.java:85)
  at java.util.concurrent.CompletableFuture$AsyncRun.run(CompletableFuture.java:1640)
  at java.util.concurrent.ThreadPoolExecutor.runWorker(...)

🔍 场景2：线程池饱和，回调无法执行

线程池配置：

复制代码 
ThreadPoolExecutor executor = new ThreadPoolExecutor(
    1,  // coreSize
    1,  // maxSize
    0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
    new LinkedBlockingQueue<>(1)  // 队列容量为1
);

执行流程：

请求1: 启动任务占用唯一线程请求1:whenComplete回调排队等待线程请求2: 启动任务队列已满，拒绝执行请求2:whenComplete回调无法进入队列任务完成尝试执行回调，但无线程可用

结果 ：请求1的锁无法释放，请求2的任务和回调都无法执行，形成死锁。

🔍 场景3：OOM Killer导致的僵尸锁

复现步骤：

复制代码 
# 1. 限制JVM内存（模拟资源紧张）
java -jar -Xmx256m app.jar

# 2. 上传500MB大文件（触发OOM）
curl -X POST -F "file=@huge_file.xlsx" http://localhost:8080/importData?taskId=123

# 3. 在导入过程中kill进程
kill -9 <PID>

Redis残留数据：

复制代码 
127.0.0.1:6379> KEYS *import*
1) "data:import:task:123"

127.0.0.1:6379> TTL data:import:task:123
(integer) -1  # 永久有效，成为僵尸锁

后续影响：即使重启服务，锁依然存在，所有请求被永久阻塞。

🔍 场景4：应用重启引发的孤儿锁

复制代码 
@PreDestroy
public void shutdown() {
    redissonClient.shutdown(); // 应用关闭时关闭客户端
}

// 此时如果有异步任务在执行...
CompletableFuture.runAsync(() -> {
    Thread.sleep(5000); // 模拟耗时操作
}).whenComplete((res, ex) -> {
    lock.unlock(); // ❌ Redisson已关闭，unlock失败
});

四、正确实现方案

✅ 方案1：锁的获取与释放同线程（推荐）

复制代码 
@PostMapping("/importData")
public Result<Void> importData(@RequestPart("file") MultipartFile file, 
                               @RequestParam("taskId") Long taskId) throws IOException {
    
    User user = SecurityUtils.getUser();
    String tempFile = saveToTemp(file);
    
    // 1. 定义带超时的锁
    RLock lock = redissonClient.getLock(getLockKey(taskId));
    boolean isLocked = false;
    
    try {
        // 2. 尝试获取锁（等待5秒，租约60秒）
        isLocked = lock.tryLock(5, 60, TimeUnit.SECONDS);
        if (!isLocked) {
            FileUtil.del(tempFile); // 清理临时文件
            throw new BusinessException("任务" + taskId + "正在导入中，请勿重复操作！");
        }
        
        // 3. 启动异步任务
        CompletableFuture.runAsync(() -> {
            try {
                dataImportService.process(tempFile, taskId, user);
            } catch (Exception e) {
                log.error("导入失败", e);
            } finally {
                FileUtil.del(tempFile); // 在任务线程清理文件
            }
        }, executor);
        
        return Result.success();
        
    } catch (InterruptedException e) {
        Thread.currentThread().interrupt();
        FileUtil.del(tempFile);
        throw new BusinessException("获取锁被中断");
    } finally {
        // 4. 在主线程释放锁
        if (isLocked && lock.isHeldByCurrentThread()) {
            lock.unlock();
        }
    }
}

关键点：

  • tryLock(5, 60, TimeUnit.SECONDS)：设置等待时间和自动续期时间

  • isHeldByCurrentThread()：确保当前线程持有锁才释放

  • 锁只保护"启动异步任务"的瞬间，不保护任务执行过程

✅ 方案2：在异步任务内部管理锁（更严谨）

复制代码 
public Result<Void> importData(@RequestPart("file") MultipartFile file, 
                               @RequestParam("taskId") Long taskId) {
    
    User user = SecurityUtils.getUser();
    String tempFile = saveToTemp(file);
    
    // 仅校验，不加锁
    if (isTaskRunning(taskId)) {
        FileUtil.del(tempFile);
        throw new BusinessException("任务正在执行中");
    }
    
    // 异步任务内部管理锁
    CompletableFuture.runAsync(() -> {
        RLock lock = redissonClient.getLock(getLockKey(taskId));
        try {
            // 在业务线程获取锁
            if (!lock.tryLock(0, 300, TimeUnit.SECONDS)) {
                log.warn("获取锁失败，taskId: {}", taskId);
                return;
            }
            
            dataImportService.process(tempFile, taskId, user);
            
        } catch (Exception e) {
            log.error("导入异常", e);
        } finally {
            // 在同一线程释放锁
            if (lock.isHeldByCurrentThread()) {
                lock.unlock();
            }
            FileUtil.del(tempFile);
        }
    }, executor);
    
    return Result.success();
}

五、分布式锁最佳实践

1. 必须设置超时时间

复制代码 
// 正确
lock.tryLock(5, 60, TimeUnit.SECONDS);

// 错误
lock.tryLock(); // 永不超时

2. 获取锁失败必须清理资源

复制代码 
if (!locked) {
    FileUtil.del(tempFile); // 删除临时文件
    dbConnection.close();   // 关闭连接
    throw new BusinessException("获取锁失败");
}

3. 使用try-finally确保释放

复制代码 
try {
    lock.tryLock();
    // 业务逻辑
} finally {
    if (lock.isHeldByCurrentThread()) {
        lock.unlock();
    }
}

4. 监控锁状态

复制代码 
// 在管理后台提供解锁接口
@GetMapping("/unlock")
public Result<Void> forceUnlock(@RequestParam("taskId") Long taskId) {
    RLock lock = redissonClient.getLock(getLockKey(taskId));
    if (lock.isLocked()) {
        lock.forceUnlock(); // ⚠️ 谨慎使用
        log.warn("强制解锁，taskId:{}", taskId);
    }
    return Result.success();
}

5. 避免锁范围过大

  • 锁只保护临界区（如检查+启动任务）

  • 耗时操作（文件上传、数据处理）应在锁外执行

六、总结

反模式 正确模式
跨线程释放锁 同线程获取/释放
tryLock()无参 tryLock(waitTime, leaseTime, TimeUnit)
依赖whenComplete释放 使用try-finally确保释放
锁内执行耗时操作 锁只保护临界区
获取锁失败不清理资源 失败时清理所有临时资源

核心教训 ：分布式锁不是魔法，finally块也不是万能的。必须深入理解锁的实现机制，才能在异步场景下正确使用。

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