目录
- 加锁
- 锁续命（自旋）
- 锁订阅及锁等待
- 解锁
- 总结
相信使用过Redis的，或者正在做分布式开发的童鞋都知道redisson组件，它的功能很多，但我们使用最频繁的应该还是它的分布式锁功能，少量的代码，却实现了加锁、锁续命(看门狗)、锁订阅、解锁、锁等待（自旋）等功能，我们来看看都是如何实现的。
加锁
//获取锁对象 RLock redissonLock = redisson.getLock(lockKey); //加分布式锁 redissonLock.lock();
根据redissonLock.lock()方法跟踪到具体的private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, final long threadId)方法，真正获取加锁的逻辑是在tryAcquireAsync该方法中调用的tryLockInnerAsync()方法，看看这个方法是怎么实现的？
<T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {
internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);
return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
// 判断是否存在分布式锁，getName()也就是KEYS[1]，也就是锁key名
"if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
// 加锁，执行hset 锁key名 1
"redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
// 设置过期时间
"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
"return nil; " +
"end; " +
// 这个分支是redisson的重入锁逻辑，锁还在，锁计数+1，重新设置过期php时长
"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
"redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
"return nil; " +
"end; " +
// 返回锁的剩余过期时长
"return redis.call('pttl', KEYS[1]);",
Collections.<Object>singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
}
发现底层是结合Lua脚本实现了加锁逻辑。
为什么底层结合了Lua脚本？Redis是在2.6推出了脚本功能，允许开发者使用Lua语言编写脚本传到redis执行。使用脚本的好处如下：
1、减少网络开销：本来5次网络请求的操作，可以用一个请求完成，原先5次请求的逻辑，可以一次性放到redis中执行，较少了网络往返时延。这点跟管道有点类似。
2、原子操作：Redis会将整个脚本作为一个整体执行，中间不会被其他命令插入。管道不是原子的，不过redis的批量操作命令(类似mset)是原子的。
也就意味着虽然脚本中有多条redis指令，那即使有多条线程并发执行，在同一时刻也只有一个线程能够执行这段逻辑，等这段逻辑执行完，分布式锁也就获取到了，其它线程再进来就获取不到分布式锁了。
锁续命（自旋）
大家都听过锁续命，肯定也知道这里涉及到看门狗的概念。在调用tryLockInnerAsync()方法时，第一个参数是commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeowww.devze.comut()也就是默认的看门狗过期时间是private long lockWatchdogTimeout = 30 * 1000毫秒。
private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, final long threadId) {
if (leaseTime != -1) {
return tryLockInnerAsync(leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
}
RFuture<Long> ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
// 添加监听器，判断获取锁是否成功，成功的话，添加定时任务：定期更新锁过期时间
ttlRemainingFuture.addListener(new FutureListener<Long>() {
@O开发者_C入门verride
public void operationComplete(Future<Long> future) throws Exception {
if (!future.isSuccess()) {
return;
}
// 根据tryLockInnerAsync方法，加锁成功，return nil 也就是null
Long ttlRemaining = future.getNow();
// lock acquired
if (ttlRemaining == null) {
// 添加定时任务：定期更新锁过期时间
scheduleExpirationRenewal(threadId);
}
}
});
return ttlRemainingFuture;
}
当线程获取到锁后，会进入if (ttlRemaining == null)分支，调用定期更新锁过期时间scheduleExpirationRenewal方法，我们看看该方法实现：
private void scheduleExpirationRenewal(final long threadId) {
if (expirationRenewalMap.containsKey(getEntryName())) {
return;
}
Timeout task = commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout(new TimerTask() {
@Override
public void run(Timeout timeout) throws Exception {
RFuture<Boolean> future = commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
// 检测KEYS[1]锁是否还在，在的话再次设置过期时间
"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
"return 1; " +
"end; " +
"return 0;",
Collections.<Object>singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
future.addListener(new FutureListener<Boolean>() {
@Override
public void operationComplete(Future<Boolean> future) throws Exception {
expirationRenewalMap.remove(getEntryName());
if (!future.isSuccess()) {
log.error("Can't update lock " + getName() + " expiration", future.cause());
return;
}
// 通过上面lua脚本执行后会返回1，也就true，再次调用更新过期时间进行续期
if (future.getNow()) {
// reschedule itself
scheduleExpirationRenewal(threadId);
}
}
});
}
// 延迟 internalLockLeaseTime / 3再执行续命
}, internalLockLeaseTime / 3, TimeUnit.MILLISECONDS);
if (expirationRenewalMap.putIfAbsent(getEntryName(), task) != null) {
task.cancel();
}
}
发现scheduleExpirationRenewal方法只是用了Timeout作为任务，并没有使用Java的Timer()之类的定时器，而是在Timeout任务run()方法中定义了RFuture对象，通过给RFuture对象设置listener，在listener中通过Lua脚本执行结果进行判断是否还需要进行续期。通过这样的方式来给分布式锁进行续期。
这种方式实现定时更新确实很巧妙，定期时间很灵活。
锁订阅及锁等待
锁订阅是针对那些没有获取到分布式锁的线程而言的。来看看整个获取锁的方法：
public void lockInterruptibly(long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
long threadId = Thread.currentThread().getId();
Long ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
// lock acquired,获取到锁，直接退出
if (ttl == null) {
return;
}
// 没有获取到锁，进行订阅
RFuture<RedissonLockEntry> future = subscribe(threadId);
commandExecutor.syncSubscription(future);
try {
while (true) {
ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
// lock acquired
if (ttl == null) {
break;
}
// waiting for message
if (ttl >= 0) {
getEntry(threadId).getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
} else {
getEntry(threadId).getLatch().acquire();
}
}
} finally {
unsubscribe(future, threadId);
}
// get(lockAsync(leaseTime, unit));
}
当第一个线程获取到锁后，会在if (ttl == null)分支进行返回，第二个及以后的线程进来在没获取到锁时，只能接着走下面的逻辑，进行锁的订阅。
接着进入到一个while循环，首先还是会进行一次尝试获取锁（万一此时第一个线程已经释放锁了呢），通过tryAcquire(leaseTime, unit, threadId)方法，如果没有获取到锁的话，会返回锁的剩余过期时间，如果剩余过期时间大于0，则当前线程通过Semaphore信号号，将当前线程阻塞，底层执行LockSupport.parkNanos(this, nanosTimeout)线程挂起剩余过期时间后，会自动进行唤醒，再次执行tryAcquire尝试获取锁。所有没有获取到锁的线程都会执行这个流程。
一定要等待剩余过期时间后才唤醒吗？
假设线程一获取到锁，过期时间默认为30s,当前执行业务逻辑已经过了5s,那其他线程走到这里，则需要等待25s后才行进行唤醒，那万一线程一执行业务逻辑只要10s，那其他线程还需要等待20s吗？这样岂不是导致效率很低？
答案是否定的，详细看解锁逻辑。
解锁
解锁：redissonLock.unlock();
我们来看看具体的解锁逻辑:
p编程rotected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) {
return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
// 锁不存在，发布unlockMessage解锁消息，通知其他等待线程
"if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
"redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +
"return 1; " +
"end;" +
// 不存在该锁，异常捕捉
"if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " +
"return nil;" +
"end; " +
// redisson可重入锁计数-1，依旧>0，则重新设置过期时间
"local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " +
"if (counter > 0) then " +
"redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " +
"return 0; " +
// redis删除锁，发布unlockMessage解锁消息，通知其他等待线程
"else " +
"redis.call('del', KEYS[1]); " +
"redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " 编程+
"return 1; "+
"end; " +
"return nil;",
Arrays.<Object>asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage, internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
}
发现解锁逻辑底层也是用了一个lua脚本实现。具体的说明可以看代码注释，删除锁后，并发布解锁消息，通知到其它线程，也就意味着不会其它等待的线程一直等待。
Semophore信号量的订阅中有个onMessage方法，
protected void onMessage(RedissonLockEntry value, Long message) {
// 唤醒线程
value.getLatch().release(message.intValue());
while (true) {
Runnable runnableToExecute = null;
synchronized (value) {
Runnable runnable = value.getListeners().poll();
if (runnable != null) {
if (value.getLatch().tryAcquire()) {
runnableToExecute = runnable;
} else {
value.addListener(runnable);
}
}
}
if (runnableToExecute != null) {
runnableToExecute.run();
} else {
return;
}
}
}
解锁后通过if (opStatus)分支取消锁续期逻辑。
总结
总的来说，可以借助一张图加深理解python：
分布式锁的整体实现很巧妙，借助lua脚本的原子性，实现了很多功能，当然redisson还有其它很多功能，比如为了解决主从集群中的异步复制会导致锁丢失问题，引入了redlock机制，还有分布式下的可重入锁等。
到此这篇关于一文带你剖析Redisson分布式锁的原理的文章就介绍到这了,更多相关Redisson分布式锁内容请搜索我们以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持我们！
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