前言
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作者：神的孩子都在歌唱

一 簡介

1.1 什么是分布式鎖？

在分布式系統(tǒng)中，多個服務實例或進程可能會同時訪問共享資源（例如數(shù)據(jù)庫、文件等）。為了防止數(shù)據(jù)競爭或一致性問題，我們需要一種機制來確保在同一時間，只有一個進程能夠訪問這些資源。這種機制就是分布式鎖。

Redisson 是一個支持 Redis 的 Java 客戶端，它不僅能提供簡單的 Redis 連接，還包括了許多高級功能，如分布式鎖、異步任務執(zhí)行、限流等。Redisson 基于 Redis 來實現(xiàn)分布式鎖，具備高效、可靠的特性。

1.2 Redisson分布式鎖的原理

Redisson 的分布式鎖主要依賴 Redis 的 SETNX 和 EXPIRE 命令來實現(xiàn)。流程如下：

1. 獲取鎖：客戶端通過 SETNX（SET if Not eXists）命令嘗試在 Redis 中設置一個鍵。如果該鍵不存在，表示沒有其他進程持有鎖，當前進程即可成功獲取鎖。

2. 鎖過期時間：為了避免某個持有鎖的進程崩潰而導致鎖無法釋放，通常會為鎖設置一個過期時間（如10秒）。如果超過這個時間鎖還沒有被釋放，Redis 將自動刪除該鎖，允許其他進程獲取。

3. 釋放鎖：當任務完成后，進程會通過 DEL 命令來釋放鎖，其他進程就可以重新獲取鎖。

4. 可重入鎖：Redisson 提供了可重入鎖，即同一個線程可以多次獲取鎖，而不會被鎖定阻塞。只有當線程完全釋放鎖后，其他線程才能獲取該鎖。

1.3 Redisson分布式鎖的優(yōu)勢

• 高效：Redis 基于內(nèi)存操作，具有極快的響應速度。Redisson 使用 Lua 腳本將獲取和釋放鎖的操作進行原子化操作，避免并發(fā)問題。
• 可靠性：Redisson 通過 Redis 的過期機制和 Watchdog（看門狗）機制，確保鎖可以自動釋放，防止因進程異常退出導致的死鎖問題。
• 可擴展性：Redisson 支持 Redis 集群、哨兵模式等多種模式，適用于不同規(guī)模的分布式系統(tǒng)。

1.4 Redisson分布式鎖的應用場景

1. 庫存扣減：在電商系統(tǒng)中，當用戶發(fā)起購買請求時，需要確保在多個并發(fā)請求中，庫存只能被扣減一次，避免超賣現(xiàn)象。

2. 任務調(diào)度：在分布式任務調(diào)度系統(tǒng)中，需要保證同一時間只有一個服務實例執(zhí)行某個任務，防止重復執(zhí)行。

3. 分布式事務：在分布式事務中，確保在多個服務之間的一致性操作，分布式鎖能夠確保只有一個服務能修改某個共享資源。

二 案例

2.1 鎖競爭案例

假設我有兩個節(jié)點可以執(zhí)行同一種業(yè)務，我需求是節(jié)點1執(zhí)行的時候，節(jié)點2不能執(zhí)行。那么就可以使用分布式鎖實現(xiàn)，代碼如下

引入redisson的依賴

        <dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson</artifactId><version>3.35.0</version></dependency>

編一個redisson客戶端

public class RedissonConfig {public RedissonClient redissonClient() {Config config = new Config();config.useSingleServer().setAddress("redis://192.168.1.47:6379").setPassword("xxxx");return Redisson.create(config);}
}

節(jié)點1

package org.example.demo;
import org.example.tool.RedissonConfig;
import org.redisson.api.RKeys;
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/*** @Author chenyunzhi* @DATE 2024/9/3 10:01* @Description:*/
public class demo1 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {RedissonConfig redissonConfig = new RedissonConfig();RedissonClient redissonClient = redissonConfig.redissonClient();int i = 0;Thread.sleep(2000);while (i < 5) {try {Date currentDate = new Date();System.out.println("當前時間： " + currentDate);RLock testLock = redissonClient.getLock("testLock");//嘗試獲取鎖   waitTime（重試等待時間），leaseTime（過期時間），TimeUnit（時間單位）boolean b = testLock.tryLock(1, 5, TimeUnit.SECONDS);i++;if (b) {try {Thread.sleep(2000);System.out.println("執(zhí)行業(yè)務" +  i + "次 節(jié)點1");} finally {testLock.unlock();}} else {System.out.println("獲取鎖失敗  節(jié)點1");}} catch (Exception e) {System.out.println("鎖中斷 節(jié)點1" + e.getMessage());}}}
}

節(jié)點1完成業(yè)務的速度大約2秒鐘，循環(huán)執(zhí)行5次任務，如果獲取鎖失敗就不執(zhí)行，進入下一次執(zhí)行

節(jié)點2

package org.example.demo;
import org.example.tool.RedissonConfig;
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import java.util.Date;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
/*** @Author chenyunzhi* @DATE 2024/9/3 10:01* @Description:*/
public class demo2 {public static void main(String[] args) throws InterruptedException {RedissonConfig redissonConfig = new RedissonConfig();RedissonClient redissonClient = redissonConfig.redissonClient();int i = 0;while (i < 5) {try {Date currentDate = new Date();System.out.println("當前時間： " + currentDate);RLock testLock = redissonClient.getLock("testLock");//嘗試獲取鎖   waitTime（重試等待時間），leaseTime（過期時間），TimeUnit（時間單位）boolean b = testLock.tryLock(1, 10, TimeUnit.SECONDS);i++;if (b) {try {Thread.sleep(1000);System.out.println("執(zhí)行業(yè)務" +  i + "次 節(jié)點2");} finally {testLock.unlock();}} else {System.out.println("獲取鎖失敗  節(jié)點2");}} catch (Exception e) {System.out.println("鎖中斷 節(jié)點2" + e.getMessage());}}}
}

節(jié)點2完成業(yè)務的速度大約1秒鐘，循環(huán)執(zhí)行5次任務，如果獲取鎖失敗就不執(zhí)行，進入下一次執(zhí)行

然后我們同時允許兩個節(jié)點行測試

通過上面測試可以發(fā)現(xiàn)，在節(jié)點1執(zhí)行業(yè)務的時候，節(jié)點2獲取鎖失敗了，然后無法執(zhí)行業(yè)務，反之也是如此

2.2 看門狗案例

上面的案例我們?yōu)榱朔乐谷蝿账梨i，都會給鎖都設定了有效時間，可是我們不確定這個任務要執(zhí)行多久，就會導致任務還沒執(zhí)行完成，鎖就先過期了。watchDog（看門狗）的作用是可以確保等待某個節(jié)點任務完全執(zhí)行完成后才去釋放鎖。

redisson的看門狗底層使用的是setnx加lua腳本實現(xiàn)的，會定期給鎖續(xù)約，默認是每隔10s續(xù)期一次，一次續(xù)約30s，其他線程在最大等待時間內(nèi)自旋，不斷嘗試獲取鎖，超過最大等待時間則獲取鎖失敗，設置默認加鎖時間的參數(shù)是 lockWatchdogTimeout，會和主線程一起銷毀。。

注意：

1. 看門狗只會在鎖沒設定過期時間的時候才有效
2. 如果任務一直阻塞，那么鎖就會一直續(xù)期，得不到釋放

package org.example.demo;import org.example.tool.RedissonConfig;
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;import java.util.concurrent.TimeUnit;/*** @Author chenyunzhi* @DATE 2024/9/21 11:26* @Description:*/
public class demo3 {public static void main(String[] args) {RedissonConfig redissonConfig = new RedissonConfig();RedissonClient redissonClient = redissonConfig.redissonClient();RLock myLock = redissonClient.getLock("myLock");if (myLock.tryLock()) {try {// 模擬任務執(zhí)行System.out.println("執(zhí)行任務");Thread.sleep(50000); // 模擬50秒的任務System.out.println("任務完成");} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();} finally {//判斷當前線程是否持有鎖  isHeldByCurrentThreadif (myLock.isHeldByCurrentThread()) {myLock.unlock();System.out.println("釋放鎖");}}}redissonClient.shutdown();}
}

使用myLock.tryLock()不設置過期時間，那么看門狗會默認啟動，然后會默認設置30秒的過期時間，每10秒刷新一次過期時間。

2.3 參考文章

github: https://github.com/redisson/redisson/wiki/8.-distributed-locks-and-synchronizers

redisson中的看門狗機制總結(jié)

Redis的分布式鎖

redisson watchdog 使用和原理

作者：神的孩子都在歌唱

本人博客：https://blog.csdn.net/weixin_46654114

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