周四埋下的坑，周五来恶补！！ Redisson 加锁、锁自动续期、解锁源码分析

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上一篇文章：用万字长文来讲讲本地锁至分布式锁的演进和Redis完结

在上一篇中挖了这个坑，今日就来把它填上哈~ ? 昨日聊到了Redisson完结了锁的主动续期，可是就简略提了一嘴就完事了。

今日就来多说一点点里面的完结和一些运用，它和咱们自己的完结比较又怎么。

文章大纲：

榜首部分说了 Redisson简略运用

第二部分才是说Redisson底层源码怎么完结分布式锁

1、 怎么加锁

2、 怎么完结锁主动续期，靠什么完结的？

3、 怎么完结解锁

一、Redisson 简略运用

在 SpringBoot 中，因为主动安装的存在，运用某个封装好的轮子，就那么几步~

• 导包
• 编写装备
• 编写xxxConfig
• 预备开端运用它

1.1、导包

Redisson 也不破例

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
​
<dependency>
  <groupId>org.redisson</groupId>
  <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>3.17.6</version>
</dependency>

1.2、装备

这儿的装备便是Redis的装备

spring:
  redis:
   host: IP地址
   password: xxxx

1.3、编写装备类

那些什么最大衔接数，衔接超时等等就没配了，偷个懒~

@Configuration
public class MyRedissonConfig {
​
  /**
   * 一切对Redisson的运用都是经过RedissonClient
   * @return
   * @throws IOException
   */
  @Bean(destroyMethod="shutdown")
  public RedissonClient redissonClient() throws IOException {
    //1、创立装备
    Config config = new Config();
    config.useSingleServer().setAddress("redis://4IP地址:6379").setPassword("xxxx");
//    config.setLockWatchdogTimeout();
    //2、依据Config创立出RedissonClient实例
    //Redis url should start with redis:// or rediss://
    RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);
    return redissonClient;
   }
}

注意：这儿面的setAddress()中的地址有必要以redis://最初~

别的我这儿只是设置了这么几个属性，许多我没去写了罢了，不是它不能设置哈。

就比方修正锁主动需求的默许时刻，便是

config.setLockWatchdogTimeout(); 锁主动续期默许时刻是30s，这是能够被修正的。

其他的还需靠咱们自己探索啦~

1.4、简略上手

最直接的运用：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest(classes = {主启动类.class})
public class RedisTest {
​
  @Autowired
  private RedissonClient redissonClient;
​
  @Test
  public void testRedisson() {
    // 获取锁实例
    RLock lock = redissonClient.getLock("redisson:lock");
    try {
      lock.lock();
      //履行需求加锁的事务~ 
     } finally {
      lock.unlock();
     }
   }
}

这个lock()办法，它是能够填写参数，也能够不填的，

public void lock() 
public void lock(long leaseTime, TimeUnit unit) 

不填写参数，Redisson它帮助咱们完结了锁的主动续期，

假如咱们自己填写了锁的时刻，Redisson则不会帮咱们完结锁的主动续期。

这一点在后面剖析源码的有详细的阐明。

别的Redisson它作为分布式锁的完结，更好的便利Java开发者，它完结了Java中JUC包下的诸多接口，能够说运用起来彻底没啥学习成本~

比方JUC下的读写锁，

@Test
public void testRedissonReadAndWriteLock() {
  RReadWriteLock readWriteLock = redissonClient.getReadWriteLock("redisson:lock");= redissonClient.getReadWriteLock("redisson:lock");
  // 获取写锁
  RLock writeLock = readWriteLock.writeLock();
  // 获取读锁
  RLock readLock = readWriteLock.readLock();
  try {
    //上锁
    writeLock.lock();
    // 这种办法，运用咱们自己界说的
    writeLock.lock(10,TimeUnit.SECONDS);
    //履行需求加锁的事务~
   } finally {
    writeLock.unlock();
   }
}

还有信号量RSemaphore semaphore = redissonClient.getSemaphore("semaphore");

更有其他的不少：

详细的案例，其实在它的文档中都有阐明的，有中文版别的，很简略的~

官方文档

这些该怎么运用，其实就和用JUC下面的工具相同，懂了那一块的知识，就知道这儿该怎么运用啦，不懂的话，我说了也还是相同的哈哈~

让我偷个懒，能够去学一学JUC，蛮好玩的~

二、锁主动续期源码-看门狗机制剖析

在剖析之前，咱们先把上一篇中分布式锁演进进程中所发生的问题都逐个抛出来，之后再针对性的看看 Redisson 它又是怎么处理的。

2.1、分布式锁演进的问题

为了便利其余没有看过看一篇文章的朋友，我把分布式锁中存在的几个问题，递推式的抽离出来了。

咱们都知道要正确运用分布式锁，一定要注意原子性操作、死锁问题和被他人开释锁的问题和锁是否需求主动续期问题。

1. 死锁问题：说的是锁没有被动过期时刻，即拿到了锁，可是在履行事务进程中，程序崩溃了，锁没有被正常开释，导致其他线程无法获取到锁，从而发生死锁问题。

   之前的处理办法：set nx ex指令

2. 锁被其他人开释问题：榜首条线程抢到锁，事务履行超时，榜首条线程所持有的锁被主动开释；此刻第二条线程拿到锁，预备履行事务，刚好榜首条线程事务履行完结，照常履行了开释锁的进程，导致第二条线程持有的锁被榜首条线程所开释，锁被其他人开释。

   之前的处理办法：给锁一个仅有值（UUID），每次解锁前进行判别

3. 原子性操作：原子性的意思便是要么都成功，要么都失败。像咱们获取锁，设定值和设守时刻是两步操作，让他们变成原子性操作便是设定值和设守时刻成为一体，一同成功或许一同失败。别的解锁操作的获取锁，判别锁是否为当时线程所具有，也有必要是一个原子性操作。

   之前的处理办法：运用Redis中的lua脚本完结。

4. 锁主动续期问题：这个便是运用了咱们今日的Redisson来完结的。

2.2、剖析的初步

咱们就以最简略的流程

@Test
public void testRedisson() {
  RLock lock = redissonClient.getLock("redisson:lock");
  try {
    lock.lock();
    //履行需求加锁的事务~
   } finally {
    lock.unlock();
   }
}

来剖析以下几个问题：

1. Redisson 是怎么完结加锁的
2. Redisson 是怎么完结锁主动续期的
3. Redisson 是怎么解锁的

以及在这个进程中，去看看 Redisson它是怎么处理咱们之前呈现的问题的。

顺着看下去~

RLock lock = redissonClient.getLock("redisson:lock");
lock.lock();

看似加锁操作只调用了一个lock()办法，但实际上流程走的可多了~

不多说，直接在Idea中点击跳转到RedissonLock中的类中

弥补阐明：这下面还有一些完结自旋的操作，便是写了一个while(true)来完结等候获取锁的代码，没有持续往下剖析了。中间还有一些判别锁是否能够被打断、订阅和退订等操作，没有去细心研究啦，咱们感兴趣能够再往下多看看。

---

接着往下走

2.3、Redisson 怎么完结加锁-tryLockInnerAsync()

漏剖析了一步，不是从scheduleExpirationRenewal(threadId)前进到下一步，这说的是锁续期问题~

忘掉说加锁啦~ 加锁便是tryLockInnerAsync()办法

点进去看看~

弥补阐明：

在这儿能够看到几个方面：Redisson底层也是运用Lua脚原本完结的，这段 lua 脚本分为三个部分：

1. 榜首部分：加锁

   首要用 exists 判别了 KEYS[1] （即 redisson:lock）是否存在。 假如不存在，则进入第 5 行，运用 hincrby 指令创立一个新的哈希表，假如域field不存在，那么在履行指令前会被初始化为0，此指令的回来值便是履行hincrby指令后，哈希表key中域field的值，此刻进行increment，也便是回来1，之后进入第6行，对KEY[1]设置过期时刻，30000ms然后回来nil。

2. 第二部分：重入

   首要判别KEY[1]是否存在，因为KEY[1]是一个hash结构，所以13行意思是获取这个KEYS[1]中字段为ARGV[2]也便是UUID：thredId这个值是否存在。

   假如存在进入14行代码对其进行加1操作(锁重入) 然后进入15行从头设置过期时刻30s 然后回来nil

3. 第三部分：回来：作用便是回来 KEY[1] 的剩余存活时刻

此处的getRawName()办法便是咱们获取到咱们设定的锁名。如此处便是获取到Redisson:lock

getLockName(threadId)便是获取一个UUID:threadId的字符

串。

至于说此处的UUID，是怎么来的，我稍微浅看了一下，这是初始化的时分给每个衔接管理器都传了一个UUID的类，更详细的运用，没去追啦。

咱们知道这是 Redisson 也是采取相同的办法，它的值也是存了一个UUID，这点同样也能够在衔接工具上查看到的。

看到这儿就现已能够看出Redisson现已处理咱们昨日呈现的悉数问题了。

首要是加锁操作的原子性是满足的了，因为 Redisson运用的Lua脚本将设置值和设置时刻的操作变为一步；其次是之前的锁被其他人开释的问题，在这儿Redisson也选用了仅有key值UUID来处理此问题。

那么剩下的就只有锁续期问题了，咱们接着往下看

2.4、Redisson 怎么完结锁续期

从这个scheduleExpirationRenewal(threadId);办法开端持续往下探索~

咱们回过头来接着看 续期办法renewExpiration()

看它底层是怎么完结的。

能够从这段代码中很明显的看出，是启动了一个守时使命，该使命每 internalLockLeaseTime/3ms 后履行一次。而 internalLockLeaseTime默许为 30000。所以该使命每 10s 履行一次。

---

renewExpirationAsync(long threadId)办法，便是完结锁从头续期的lua脚本的履行

上面的守时使命在不修正看门狗的默许时刻时，便是每10s履行一次，意思便是每次在锁还剩下20s时，就会履行这段从头续期的代码，让锁从头续期到30s。

不知道提到这儿，大伙有听懂吗~

2.5、Redisson 怎么完结解锁操作

其实看懂了Redisson是怎么加锁的，其实看这解锁操作也是特别简单的。

不过咱们这次要回到开端剖析的地方去啦。

看的出来，解锁操作并不复杂，咱们先去看看unlockInnerAsync(threadId);办法吧。

其实看完加锁，再看这个其实都能理解啦吧

• 首要判别KEYS[1]是否存在
• 存在将值减1，假如counter还大于0，就从头设置过期时刻30000ms，不然就删去操作
• redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);同时发布了一个事件，这个是干嘛的？是去通知正在等候获取锁其他的线程们，能够运用这把锁了。

别的cancelExpirationRenewal(threadId);办法便是一些取消和删去操作。

总结

Redisson 比较较咱们自己的完结怎么？

首要能够说的是，这个轮子考虑的比咱们周到的多，在上篇说的各种问题都是处理了的。

在各种加锁或许解锁操作上都完结了原子性~

几个点：

0. 在运用 Redisson 获取锁的进程，你主动设定了锁的过期时刻，`Redisson 将不会敞开看门狗机制。
1. Redisson 在 Redis 中保存的结构是一个 Hash的数据结构，key 的称号是咱们的锁称号，如案例中运用的 redisson:lock，存储的字段称号为 UUID：threadId，值的话便是 1。
2. 结构如下图：
3. Redisson完结锁主动续期的底层是敞开了一个线程，异步的履行守时使命，在锁还剩下20s，主动续期为30s，此守时使命是选用Netty结构中的时刻轮算法完结。

今日就看到这儿啦，周四挖的坑，周五熬夜总算写出来了。

跋文

不知道这篇文章有没有帮助到你，希望看完的你，关于Redisson现已没有那么惊骇~，当然它其实也不难。

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写于 2022 年 10 月 21 日晚，作者：宁在春

今日是好累的一天啊~