說道Redis分布式鎖大部分人都會想到:setnx+lua,或者知道set key value px milliseconds nx。后一種方式的核心實現(xiàn)命令如下:
- 獲取鎖(unique_value可以是UUID等) SET resource_name unique_value NX PX 30000 - 釋放鎖(lua腳本中,一定要比較value,防止誤解鎖) if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call("del",KEYS[1]) else return 0 end
這種實現(xiàn)方式有3大要點(也是面試概率非常高的地方):
事實上這類瑣最大的缺點就是它加鎖時只作用在一個Redis節(jié)點上,即使Redis通過sentinel保證高可用,如果這個master節(jié)點由于某些原因發(fā)生了主從切換,那么就會出現(xiàn)鎖丟失的情況:
正因為如此,Redis作者antirez基于分布式環(huán)境下提出了一種更高級的分布式鎖的實現(xiàn)方式:Redlock。筆者認為,Redlock也是Redis所有分布式鎖實現(xiàn)方式中唯一能讓面試官高潮的方式。
antirez提出的redlock算法大概是這樣的:
在Redis的分布式環(huán)境中,我們假設(shè)有N個Redis master。這些節(jié)點完全互相獨立,不存在主從復制或者其他集群協(xié)調(diào)機制。我們確保將在N個實例上使用與在Redis單實例下相同方法獲取和釋放鎖?,F(xiàn)在我們假設(shè)有5個Redis master節(jié)點,同時我們需要在5臺服務(wù)器上面運行這些Redis實例,這樣保證他們不會同時都宕掉。
為了取到鎖,客戶端應(yīng)該執(zhí)行以下操作:
redisson已經(jīng)有對redlock算法封裝,接下來對其用法進行簡單介紹,并對核心源碼進行分析(假設(shè)5個redis實例)。
POM依賴
!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.redisson/redisson --> dependency> groupId>org.redisson/groupId> artifactId>redisson/artifactId> version>3.3.2/version> /dependency>
首先,我們來看一下redission封裝的redlock算法實現(xiàn)的分布式鎖用法,非常簡單,跟重入鎖(ReentrantLock)有點類似:
Config config = new Config(); config.useSentinelServers().addSentinelAddress("127.0.0.1:6369","127.0.0.1:6379", "127.0.0.1:6389") .setMasterName("masterName") .setPassword("password").setDatabase(0); RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config); // 還可以getFairLock(), getReadWriteLock() RLock redLock = redissonClient.getLock("REDLOCK_KEY"); boolean isLock; try { isLock = redLock.tryLock(); // 500ms拿不到鎖, 就認為獲取鎖失敗。10000ms即10s是鎖失效時間。 isLock = redLock.tryLock(500, 10000, TimeUnit.MILLISECONDS); if (isLock) { //TODO if get lock success, do something; } } catch (Exception e) { } finally { // 無論如何, 最后都要解鎖 redLock.unlock(); }
實現(xiàn)分布式鎖的一個非常重要的點就是set的value要具有唯一性,redisson的value是怎樣保證value的唯一性呢?答案是UUID+threadId。入口在redissonClient.getLock("REDLOCK_KEY"),源碼在Redisson.java和RedissonLock.java中:
protected final UUID id = UUID.randomUUID(); String getLockName(long threadId) { return id + ":" + threadId; }
獲取鎖的代碼為redLock.tryLock()或者redLock.tryLock(500, 10000, TimeUnit.MILLISECONDS),兩者的最終核心源碼都是下面這段代碼,只不過前者獲取鎖的默認租約時間(leaseTime)是LOCK_EXPIRATION_INTERVAL_SECONDS,即30s:
T> RFutureT> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommandT> command) { internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime); // 獲取鎖時向5個redis實例發(fā)送的命令 return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command, // 首先分布式鎖的KEY不能存在,如果確實不存在,那么執(zhí)行hset命令(hset REDLOCK_KEY uuid+threadId 1),并通過pexpire設(shè)置失效時間(也是鎖的租約時間) "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " + "redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); " + "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " + "return nil; " + "end; " + // 如果分布式鎖的KEY已經(jīng)存在,并且value也匹配,表示是當前線程持有的鎖,那么重入次數(shù)加1,并且設(shè)置失效時間 "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; " + // 獲取分布式鎖的KEY的失效時間毫秒數(shù) "return redis.call('pttl', KEYS[1]);", // 這三個參數(shù)分別對應(yīng)KEYS[1],ARGV[1]和ARGV[2] Collections.Object>singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId)); }
獲取鎖的命令中,
釋放鎖的代碼為redLock.unlock(),核心源碼如下:
protected RFutureBoolean> unlockInnerAsync(long threadId) { // 向5個redis實例都執(zhí)行如下命令 return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN, // 如果分布式鎖KEY不存在,那么向channel發(fā)布一條消息 "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " + "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " + "return 1; " + "end;" + // 如果分布式鎖存在,但是value不匹配,表示鎖已經(jīng)被占用,那么直接返回 "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " + "return nil;" + "end; " + // 如果就是當前線程占有分布式鎖,那么將重入次數(shù)減1 "local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " + // 重入次數(shù)減1后的值如果大于0,表示分布式鎖有重入過,那么只設(shè)置失效時間,還不能刪除 "if (counter > 0) then " + "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " + "return 0; " + "else " + // 重入次數(shù)減1后的值如果為0,表示分布式鎖只獲取過1次,那么刪除這個KEY,并發(fā)布解鎖消息 "redis.call('del', KEYS[1]); " + "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " + "return 1; "+ "end; " + "return nil;", // 這5個參數(shù)分別對應(yīng)KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]和ARGV[3] Arrays.Object>asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage, internalLockLeaseTime, getLockName(threadId)); }
參考:https://redis.io/topics/distlock
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