Redis:Redisson看门狗续锁实现分布式锁的原理，及如何避坑

简介

在微服务场景下，为了防止多个进程及线程并发访问共享资源，如支付、下单等操作，会引入分布式锁来保证业务的并发安全。

Redis实现分布式的要求

1、互斥性；

防止多个进程及线程并发访问共享资源，使得资源串行访问操作。

2、设置锁过期时间；

为了防止锁悬挂，因为服务宕机，锁不释放问题，其它请求就无法获取锁。

3、自动续锁超时时间；

防止业务超时，超过锁过期时间自动释放，打破互斥性。

4、多条指令需要原子性；

lua脚本实现多个指令的加锁、解锁及续锁的原子性。

5、可重入性；

使用线程ID信息来保证同一线程请求锁的可重入性。

6、锁误删：自己把别人持有的锁删了；

多个客户端释放锁，如何防止自己删别人的或者别人删自己申请的锁。

获取锁之前，生成全局唯一id，判断是否是自己的id来避免。

7、锁等待：发布订阅机制通知等待锁的线程；

Redisson看门狗续锁实现分布式锁

以RedissonLock为例来分析

org.redisson.RedissonLock#tryLock()

org.redisson.RedissonLock#unlock

的实现。

tryLock方法调用分析：

当锁超时时间为-1时，而且获取锁成功时，会启动看门狗定时任务自动续锁：

每次续锁都要判断锁是否已经被释放，如果锁续期成功，自己再次调度自己，持续续锁操作。

为了保证原子性，用lua实现的原子性加锁操作：

lua加锁流程：

获取锁或锁重入，lua返回nil即Java的NULL值，如果获取锁失败，则返回锁的ttl时间。

根据返回值编码的设置：

    RedisStrictCommand<Boolean> EVAL_NULL_BOOLEAN = new RedisStrictCommand<Boolean>("EVAL", new BooleanNullReplayConvertor());

返回NULL代码获取锁成功，后续开启续锁流程，否则返回false，表示获取锁失败。

unlock方法调用分析：

为了保证原子性，用lua实现的原子性释放锁操作：

释放锁流程：

发布订阅机制是为了通知调用org.redisson.RedissonLock#lock()方法等待锁的线程。

以上我们注意到，线程id信息携带了一个UUID随机数，是为了防止集群环境下，线程ID相同导致误删问题。

为了保证原子性，用lua实现的原子性续锁操作：

单实例锁VS集群锁

上面介绍的锁实现只能使用于单Redis实例，不支持Redis集群。 并且如果锁所在的Redis实例挂掉了之后，采用哨兵模式进行主备切换。但由于Redis的主从复制（replication）是异步的，这可能会出现在数据同步过程中，master宕机，slave来不及同步数据就被选为master，从而数据丢失。

Redis的作者提供了红锁来实现集群锁，算法思想：https://redis.io/docs/reference/patterns/distributed-locks/；

Redisson看门狗续锁实现分布式锁-避坑

1、不要传递自定义锁超时时间，否则不会续锁；

2、加锁和释放锁要在同一个线程，否则影响可重入性逻辑判断，导致续锁、释放锁失败；

3、单实例宕机，主从切换问题导致锁丢失；

做了主从，或者使用了哨兵模式，基于redis的分布式锁的功能，就会出现问题。

如何避免：

1、使用红锁解决，当然红锁的实现也有自己的问题；

2、使用锁的Redis实例单独分配且业务隔离，尽量保证不宕机，监控此实例，及时响应报警处理；

3、业务实现幂等来兜底；

小结

Redis学习资料：

redis: https://url97.ctfile.com/d/36436597-51573286-ccffc3?p=1988 （访问密码：1988）